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专利名称：刀具测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械加工领域，具体来说，涉及一种刀具测量系统。
背景技术：
刀具是数控机床用来加工精密零件的工具，因此，只有刀具自身精度达到了要求，才能加工出合格的精密零件。在精密零件加工精度要求越来越高的情况下，对所采用的刀具自身精度同样提出更高要求。相关的应用于刀具形状公差、位置公差、直径的测量技术，大多由人工采用机械或是电子游标卡尺进行抽检测量，这种人工测量方法的效率较低。

发明内容
本发明旨在提供一种刀具测量系统，以解决上述的问题。在本发明的实施例中，提供了一种刀具测量系统，包括刀具测量装置和工控机，刀具测量装置包括底板；夹具，用于夹持刀具；外壳，可拆卸地安装在底板上，密封夹具，外壳的一个侧面具有开口且形成台阶，使刀具可从开口中伸出到达台阶上方设定位置；安装座，安装在台阶上的设定位置；数码相机，安装在安装座上，并对准设定位置；工控机包括主机,主机电连接数码相机。该刀具测量系统因为采用数码相机和夹持机构进行非接触自动测量，所以克服了人工测量效率较低的问题，提高了刀具的测量效率。


·此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I不出了根据本发明实施例的刀具测量系统的正面立体图；图2示出了根据本发明实施例的刀具测量系统的背面立体图；图3示出了根据本发明实施例的刀具测量装置的正面立体图；图4示出了根据本发明实施例的刀具测量装置的外壳打开立体图。
具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。图I示出了根据本发明实施例的刀具测量系统的正面立体图；图2示出了根据本发明实施例的刀具测量系统的背面立体图；图3示出了根据本发明实施例的刀具测量装置的正面立体图；图4示出了根据本发明实施例的刀具测量装置的外壳打开立体图。如图所示,该刀具测量系统包括刀具测量装置5和工控机(2、3、4、6)，刀具测量装置5包括底板27 ；夹具，用于夹持刀具15;
外壳26，可拆卸地安装在底板27上，密封夹具，外壳26的一个侧面具有开口且形成台阶，使刀具可从开口中伸出到达台阶上方设定位置；安装座(18、19、20、23、37)，安装在台阶上的设定位置；数码相机(16、24)，安装在安装座(18、19、20、23、37)上，并对准设定位置；工控机(2、3、4、6)包括主机6，主机6电连接数码相机(16、24)。该刀具测量系统因为采用数码相机和夹持机构进行非接触自动测量，所以克服了人工测量效率较低的问题，提高了刀具的测量效率。图I中的2为工控机的鼠标，3为工控机的键盘、4为工控机的显示器、7为工作平
台。 优选地，夹具包括移动部分(34、36)，安装在底板27上；夹头14，用于夹持刀具；夹头柄13，将夹头14安装在移动部分(34、36)上。优选地，移动部分(34、36)包括直线轴36，安装在底板27上；旋转轴34，安装在直线轴36上，夹头柄13安装在旋转轴34上。优选地，安装座(18、19、20、23、37)包括连接板23，安装在台阶上，数码相机(16、24)包括机身24和镜头16，机身24安装在连接板23上。优选地，安装座(18、19、20、23、37)还包括背景板18，安装在台阶上，设置在镜头16的相对侧。优选地，安装座(18、19、20、23、37)还包括移动调节机构(19、21、37)，连接板23通过移动调节机构(19、21、37 )安装到台阶上。优选地，移动调节机构(19、21、37)包括Y轴19，水平地安装在台阶的上表面上；Z轴安装座21，竖直地设置在Y轴19上；Z轴37，安装在Z轴安装座21上，连接板23安装在Z轴37上。优选地，移动调节机构(19、21、37)还包括Υ轴调整标尺20，设置在Y轴19边沿；Z轴调整标尺22，设置在Z轴37的边沿。优选地，Y轴和Z轴为手动装置。优选地，夹头14为气动装置。图2中的8是夹头14的供气气管接头。图4中的30是手动Z轴37的紧定螺钉，33是手动Y轴的紧定螺钉，31是移动调节机构(19、21、37)的安装座。图2中的29是手动Z轴37的调节旋钮，32是手动Y轴19的调节旋钮优选地，该刀具测量系统还包括安装座(18、19、20、23、37)还包括第一线缆25及其接头，将机身24电连接到主机6 ;第二线缆及其接头9，将旋转轴34的控制端电连接到主机6 ;第三线缆及其接头12，将直线轴36的控制端电连接到主机6。优选地，该刀具测量系统还包括电控柜I ;第四线缆及其接头10，将旋转轴34的动力端电连接到电控柜I ;第五线缆及其接头11，将直线轴36的动力端电连接到电控柜I。优选地，外壳26包括可打开的门17。采用上述实施例的刀具测量系统进行测量时，仅需人工将待检刀具装入测量装置上的夹头，而后针对刀具形貌特征进行测量，测量过程自动完成。可以通过采用精密镜头、高精度数码相机和光源，采用非接触的测量方式，快速拍摄刀具表面的加工形貌特征。测量过程中，刀具通过精密夹头被固定在一个旋转轴上，而旋转轴安装在其底部的直线轴上。测量时，直线轴带动旋转轴和刀具处于刀具首端的测量工位，而后旋转轴以一定速度做匀速转动，带动刀具在镜头下匀速旋转，每转到一个位置，数码相机将拍摄一次含有刀具形貌特征的图像，360度旋转完毕后，则针对该工位的测量完毕。随后，直线轴带动旋转轴及刀具一起沿刀具长度方向移动到下一个测量工位，通过这种运动方式，可实现对刀具圆周方向及长度方向全方位的精密测量。测量的图像被实时传送到测量装置配套的控制系统，再通过机器视觉和图像处理技术，将拍摄的形貌特征与刀具理论外形尺寸及要求公差进行对比，从而得到所测量刀具实际的形位公差和直径大小。该非接触式刀具测量系统具有测量精度高、测量效率高、测量功能强大(刀具形貌特征全方位测量、形位公差和直径测量)、外形尺寸小、成本低等特点，为精密刀具形位公差和直径的测量提供了综合优化解决方案。优选地，测量过程包括刀具测量前，由人工将待检刀具装入旋转轴右端处于松开状态的夹头中(通过更换不同直径规格的夹头，以适应不同直径规格的刀具测量)。放到位置后，点机开始测量，则控制系统会先给旋转轴通气，以使得夹头夹紧刀 具。刀具一旦被夹头夹紧，旋转轴则开始进行匀速运动，同时镜头和数码相机开始按照设定的拍摄频率给刀具拍摄不同角度上的加工特征，拍摄过程中需要给拍摄区域打光，且为了得到更高质量的图像效果，刀具正下方放置了一块背光板，避免因灯光反射效应而影响最终图像质量。旋转轴在刀具长度方向的某个测量工位旋转完360度后，直线轴将带动旋转轴及刀具一起沿刀具长度方向移动，直到下一个刀具测量工位停止，再进行该工位的圆周方向上各形貌特征的测量。测量过程中所拍摄的图像通过数码相机上的数据线实时传递回控制系统，进行图像处理，并与理论刀具设计图形上的形位公差和直径尺寸进行对比，从而得到刀具全方位上各特征的实际形位公差和刀具实际公差数据。测量完毕，旋转轴和直线轴将自动归零到初始位置，夹头松开，测量员取下刀具，换上下一把待检刀具，进行下一个测量循环动作。刀具测量前，可以调节镜头和数码相机相对被测量刀具的位置关系。该测量装置是通过手动Z轴和手动Y轴来实现的。数码相机及镜头通过连接板被固定在手动Z轴上，而手动Z轴被固定在手动Y轴上。通过手动Z轴调节数码相机及镜头相对被测刀具的高度是否符合测量要求，而通过手动Y轴调节数码相机及镜头拍摄区域是否位于被测刀具的中心位置。通过测试，判定调节是否满足要求，满足要求后，则可通过手动Z轴和手动Y轴上的紧定螺钉将各自位置状态固定好。通过这种方式，可便于获取最佳的测量图像等相关信息，便于得到更高的测量精度。在相关技术中，由于刀具的批量生产中，同一规格单批次数量大，而刀具规格很多，仅通过人工抽检方式，难免会出现因实际超差不符合要求的刀具未被检测出来，最终当作合格品流入市场，导致后端使用刀具时出现严重质量问题，但此时发现已为时已晚；刀具表面及所加工的特征精度高，表面光洁度要求也高，传统方法需要将测量工具与刀具表面接触，对刀具特征表面会有一定损伤，从而影响刀具自身精度；刀具上的特征多具有较为复杂的曲面形貌，相关技术难以测量复杂曲面的形貌特征。本发明公开的非接触式刀具测量系统，解决了以往刀具测量方法中存在的效率低、接触式测量过程导致对刀具自身精度造成影响、表面复杂曲面特征难以有效测量、抽检难以全面检测刀具精度等技术问题，该刀具测量系统具有测量精度高、测量效果高、测量功能强大(刀具形貌特征全方位测量、形位公差和直径测量)、外形尺寸小、成本低等特点，为精密刀具形位公差和直径的测量提供了综合优化解决方案。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任 何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种刀具测量系统，其特征在于，包括刀具测量装置(5)和工控机(2、3、4、6)，所述刀具测量装置(5)包括底板(27)；夹具，用于夹持刀具；外壳(26)，可拆卸地安装在所述底板(27)上，密封所述夹具，所述外壳(26)的一个侧面具有开口且形成台阶，使刀具可从所述开口中伸出到达所述台阶上方设定位置；安装座(18、19、20、23、37)，安装在所述台阶上的所述设定位置；数码相机(16、24)，安装在所述安装座(18、19、20、23、37)上，并对准所述设定位置； 所述工控机(2、3、4、6 )包括主机(6 )，所述主机(6 )电连接所述数码相机(16、24 )。
2.根据权利要求I所述的刀具测量系统，其特征在于，所述夹具包括移动部分(34、36)，安装在所述底板(27)上；夹头(14)，用于夹持刀具；夹头柄(13)，将所述夹头(14)安装在所述移动部分(34、36)上。
3.根据权利要求2所述的刀具测量系统，其特征在于，所述移动部分(34、36)包括 直线轴(36)，安装在所述底板(27)上；旋转轴(34)，安装在所述直线轴(36)上，所述夹头柄(13)安装在所述旋转轴(34 )上。
4.根据权利要求3所述的刀具测量系统，其特征在于，所述安装座(18、19、20、23、37) 包括背景板(18)，安装在所述台阶上，设置在所述镜头(16)的相对侧；连接板(23)，所述数码相机(16、24)包括机身(24)和镜头(16)，所述机身(24)安装在所述连接板(23)上；移动调节机构(19、21、37)，所述连接板(23)通过所述移动调节机构(19、21、37)安装到所述台阶上。
5.根据权利要求4所述的刀具测量系统，其特征在于，所述移动调节机构(19、21、37) 包括Y轴(19)，水平地安装在所述台阶的上表面上；Z轴安装座(21)，竖直地设置在所述Y轴(19)上；Z轴(37 )，安装在所述Z轴安装座(21)上，所述连接板(23)安装在所述Z轴(37)上；Y轴调整标尺(20)，设置在所述Y轴(19)边沿；Z轴调整标尺(22)，设置在所述Z轴(37)的边沿。
6.根据权利要求5所述的刀具测量系统，其特征在于，所述Y轴和所述Z轴为手动装置。
7.根据权利要求2所述的刀具测量系统，其特征在于，所述夹头(14)为气动装置。
8.根据权利要求3所述的刀具测量系统，其特征在于，还包括所述安装座(18、19、20、23、37)还包括第一线缆(25)及其接头，将所述机身(24)电连接到所述主机(6)；第二线缆及其接头(9)，将所述旋转轴(34)的控制端电连接到所述主机(6)；第三线缆及其接头(12)，将所述直线轴(36 )的控制端电连接到所述主机(6 )。
9.根据权利要求3所述的刀具测量系统，其特征在于，还包括 电控柜(I)； 第四线缆及其接头(10)，将所述旋转轴(34)的动力端电连接到所述电控柜(I)； 第五线缆及其接头(11 )，将所述直线轴(36 )的动力端电连接到所述电控柜(I)。
10.根据权利要求I所述的刀具测量系统，其特征在于，所述外壳(26)包括可打开的门(17)。
全文摘要
本发明提供了一种刀具测量系统，包括刀具测量装置和工控机，刀具测量装置包括底板；夹具，用于夹持刀具；外壳，可拆卸地安装在底板上，密封夹具，外壳的一个侧面具有开口且形成台阶，使刀具可从开口中伸出到达台阶上方设定位置；安装座，安装在台阶上的设定位置；数码相机，安装在安装座上，并对准设定位置；工控机包括主机，主机电连接数码相机。该刀具测量系统因为采用数码相机和夹持机构进行非接触自动测量，所以克服了人工测量效率较低的问题，提高了刀具的测量效率。
文档编号G01B11/24GK102927906SQ201210411210
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者赵春花 申请人:昆山允可精密工业技术有限公司