專利名稱：刀具測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，具體來說，涉及一種刀具測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
刀具是數(shù)控機(jī)床用來加工精密零件的工具，因此，只有刀具自身精度達(dá)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來越高的情況下，對所采用的刀具自身精度同樣提出更高要求。相關(guān)的應(yīng)用于刀具形狀公差、位置公差、直徑的測量技術(shù)，大多由人工采用機(jī)械或是電子游標(biāo)卡尺進(jìn)行抽檢測量，這種人工測量方法的效率較低。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在提供一種刀具測量系統(tǒng)，以解決上述的問題。在本實用新型的實施例中，提供了一種刀具測量系統(tǒng)，包括刀具測量裝置和工控機(jī)，刀具測量裝置包括底板；夾具，用于夾持刀具；外殼，可拆卸地安裝在底板上，密封夾具，外殼的一個側(cè)面具有開口且形成臺階，使刀具可從開口中伸出到達(dá)臺階上方設(shè)定位置；安裝座，安裝在臺階上的設(shè)定位置；數(shù)碼相機(jī)，安裝在安裝座上，并對準(zhǔn)設(shè)定位置；工控機(jī)包括主機(jī)，主機(jī)電連接數(shù)碼相機(jī)。該刀具測量系統(tǒng)因為采用數(shù)碼相機(jī)和夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行非接觸自動測量，所以克服了人工測量效率較低的問題，提高了刀具的測量效率。

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示出了根據(jù)本實用新型實施例的刀具測量系統(tǒng)的正面立體圖；圖2示出了根據(jù)本實用新型實施例的刀具測量系統(tǒng)的背面立體圖；圖3示出了根據(jù)本實用新型實施例的刀具測量裝置的正面立體圖；圖4示出了根據(jù)本實用新型實施例的刀具測量裝置的外殼打開立體圖。
具體實施方式
下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細(xì)說明本實用新型。圖1示出了根據(jù)本實用新型實施例的刀具測量系統(tǒng)的正面立體圖；圖2示出了根據(jù)本實用新型實施例的刀具測量系統(tǒng)的背面立體圖；圖3示出了根據(jù)本實用新型實施例的刀具測量裝置的正面立體圖；圖4示出了根據(jù)本實用新型實施例的刀具測量裝置的外殼打開立體圖。如圖所示,該刀具測量系統(tǒng)包括[0015]刀具測量裝置5和工控機(jī)(2、3、4、6)，刀具測量裝置5包括底板27 ；夾具，用于夾持刀具15;外殼26，可拆卸地安裝在底板27上，密封夾具，外殼26的一個側(cè)面具有開口且形成臺階，使刀具可從開口中伸出到達(dá)臺階上方設(shè)定位置；安裝座(18、19、20、23、37)，安裝在臺階上的設(shè)定位置；數(shù)碼相機(jī)(16、24)，安裝在安裝座(18、19、20、23、37)上，并對準(zhǔn)設(shè)定位置；工控機(jī)(2、3、4、6)包括主機(jī)6，主機(jī)6電連接數(shù)碼相機(jī)(16、24)。該刀具測量系統(tǒng)因為采用數(shù)碼相機(jī)和夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行非接觸自動測量，所以克服了人工測量效率較低的問題，提高了刀具的測量效率。圖1中的2為工控機(jī)的鼠標(biāo)，3為工控機(jī)的鍵盤、4為工控機(jī)的顯示器、7為工作平臺。優(yōu)選地，夾具包括移動部分(34、36)，安裝在底板27上；夾頭14，用于夾持刀具；夾頭柄13，將夾頭14安裝在移動部分(34、36)上。優(yōu)選地，移動部分(34、36)包括直線軸36，安裝在底板27上；旋轉(zhuǎn)軸34，安裝在直線軸36上，夾頭柄13安裝在旋轉(zhuǎn)軸34上。優(yōu)選地，安裝座(18、19、20、23、37)包括連接板23，安裝在臺階上，數(shù)碼相機(jī)(16、24)包括機(jī)身24和鏡頭16，機(jī)身24安裝在連接板23上。優(yōu)選地，安裝座(18、19、20、23、37)還包括背景板18，安裝在臺階上，設(shè)置在鏡頭16的相對側(cè)。優(yōu)選地，安裝座(18、19、20、23、37)還包括移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(19、21、37)，連接板23通過移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(19、21、37 )安裝到臺階上。優(yōu)選地，移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(19、21、37)包括Y軸19，水平地安裝在臺階的上表面上；Z軸安裝座21，豎直地設(shè)置在Y軸19上；Z軸37，安裝在Z軸安裝座21上，連接板23安裝在Z軸37上。優(yōu)選地，移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(19、21、37)還包括Y軸調(diào)整標(biāo)尺20，設(shè)置在Y軸19邊沿；Z軸調(diào)整標(biāo)尺22，設(shè)置在Z軸37的邊沿。優(yōu)選地，Y軸和Z軸為手動裝置。優(yōu)選地，夾頭14為氣動裝置。圖2中的8是夾頭14的供氣氣管接頭。圖4中的30是手動Z軸37的緊定螺釘，33是手動Y軸的緊定螺釘，31是移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(19、21、37)的安裝座。圖2中的29是手動Z軸37的調(diào)節(jié)旋鈕，32是手動Y軸19的調(diào)節(jié)旋鈕優(yōu)選地，該刀具測量系統(tǒng)還包括安裝座(18、19、20、23、37)還包括第一線纜25及其接頭，將機(jī)身24電連接到主機(jī)6 ;第二線纜及其接頭9，將旋轉(zhuǎn)軸34的控制端電連接到主機(jī)6 ;第三線纜及其接頭12，將直線軸36的控制端電連接到主機(jī)6。優(yōu)選地，該刀具測量系統(tǒng)還包括電控柜I ;第四線纜及其接頭10，將旋轉(zhuǎn)軸34的動力端電連接到電控柜I ;第五線纜及其接頭11，將直線軸36的動力端電連接到電控柜I。優(yōu)選地，外殼26包括可打開的門17。采用上述實施例的刀具測量系統(tǒng)進(jìn)行測量時，僅需人工將待檢刀具裝入測量裝置上的夾頭，而后針對刀具形貌特征進(jìn)行測量，測量過程自動完成?？梢酝ㄟ^采用精密鏡頭、高精度數(shù)碼相機(jī)和光源，采用非接觸的測量方式，快速拍攝刀具表面的加工形貌特征。測量過程中，刀具通過精密夾頭被固定在一個旋轉(zhuǎn)軸上，而旋轉(zhuǎn)軸安裝在其底部的直線軸上。測量時，直線軸帶動旋轉(zhuǎn)軸和刀具處于刀具首端的測量工位，而后旋轉(zhuǎn)軸以一定速度做勻速轉(zhuǎn)動，帶動刀具在鏡頭下勻速旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)到一個位置，數(shù)碼相機(jī)將拍攝一次含有刀具形貌特征的圖像，360度旋轉(zhuǎn)完畢后，則針對該工位的測量完畢。隨后，直線軸帶動旋轉(zhuǎn)軸及刀具一起沿刀具長度方向移動到下一個測量工位，通過這種運(yùn)動方式，可實現(xiàn)對刀具圓周方向及長度方向全方位的精密測量。測量的圖像被實時傳送到測量裝置配套的控制系統(tǒng)，再通過機(jī)器視覺和圖像處理技術(shù)，將拍攝的形貌特征與刀具理論外形尺寸及要求公差進(jìn)行對比，從而得到所測量刀具實際的形位公差和直徑大小。該非接觸式刀具測量系統(tǒng)具有測量精度高、測量效率高、測量功能強(qiáng)大(刀具形貌特征全方位測量、形位公差和直徑測量)、外形尺寸小、成本低等特點，為精密刀具形位公差和直徑的測量提供了綜合優(yōu)化解決方案。優(yōu)選地，測量過程包括刀具測量前，由人工將待檢刀具裝入旋轉(zhuǎn)軸右端處于松開狀態(tài)的夾頭中(通過更換不同直徑規(guī)格的夾頭，以適應(yīng)不同直徑規(guī)格的刀具測量)。放到位置后，點機(jī)開始測量，則控制系統(tǒng)會先給旋轉(zhuǎn)軸通氣，以使得夾頭夾緊刀具。刀具一旦被夾頭夾緊，旋轉(zhuǎn)軸則開始進(jìn)行勻速運(yùn)動，同時鏡頭和數(shù)碼相機(jī)開始按照設(shè)定的拍攝頻率給刀具拍攝不同角度上的加工特征，拍攝過程中需要給拍攝區(qū)域打光，且為了得到更高質(zhì)量的圖像效果，刀具正下方放置了一塊背光板，避免因燈光反射效應(yīng)而影響最終圖像質(zhì)量。旋轉(zhuǎn)軸在刀具長度方向的某個測量工位旋轉(zhuǎn)完360度后，直線軸將帶動旋轉(zhuǎn)軸及刀具一起沿刀具長度方向移動，直到下一個刀具測量工位停止，再進(jìn)行該工位的圓周方向上各形貌特征的測量。測量過程中所拍攝的圖像通過數(shù)碼相機(jī)上的數(shù)據(jù)線實時傳遞回控制系統(tǒng)，進(jìn)行圖像處理，并與理論刀具設(shè)計圖形上的形位公差和直徑尺寸進(jìn)行對比，從而得到刀具全方位上各特征的實際形位公差和刀具實際公差數(shù)據(jù)。測量完畢，旋轉(zhuǎn)軸和直線軸將自動歸零到初始位置，夾頭松開，測量員取下刀具，換上下一把待檢刀具，進(jìn)行下一個測量循環(huán)動作。刀具測量前，可以調(diào)節(jié)鏡頭和數(shù)碼相機(jī)相對被測量刀具的位置關(guān)系。該測量裝置是通過手動Z軸和手動Y軸來實現(xiàn)的。數(shù)碼相機(jī)及鏡頭通過連接板被固定在手動Z軸上，而手動Z軸被固定在手動Y軸上。通過手動Z軸調(diào)節(jié)數(shù)碼相機(jī)及鏡頭相對被測刀具的高度是否符合測量要求，而通過手動Y軸調(diào)節(jié)數(shù)碼相機(jī)及鏡頭拍攝區(qū)域是否位于被測刀具的中心位置。通過測試，判定調(diào)節(jié)是否滿足要求，滿足要求后，則可通過手動Z軸和手動Y軸上的緊定螺釘將各自位置狀態(tài)固定好。通過這種方式，可便于獲取最佳的測量圖像等相關(guān)信息，便于得到更高的測量精度。在相關(guān)技術(shù)中，由于刀具的批量生產(chǎn)中，同一規(guī)格單批次數(shù)量大，而刀具規(guī)格很多，僅通過人工抽檢方式，難免會出現(xiàn)因?qū)嶋H超差不符合要求的刀具未被檢測出來，最終當(dāng)作合格品流入市場，導(dǎo)致后端使用刀具時出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題，但此時發(fā)現(xiàn)已為時已晚；刀具表面及所加工的特征精度高，表面光潔度要求也高，傳統(tǒng)方法需要將測量工具與刀具表面接觸，對刀具特征表面會有一定損傷，從而影響刀具自身精度；刀具上的特征多具有較為復(fù)雜的曲面形貌，相關(guān)技術(shù)難以測量復(fù)雜曲面的形貌特征。本實用新型公開的非接觸式刀具測量系統(tǒng)，解決了以往刀具測量方法中存在的效率低、接觸式測量過程導(dǎo)致對刀具自身精度造成影響、表面復(fù)雜曲面特征難以有效測量、抽檢難以全面檢測刀具精度等技術(shù)問題，該刀具測量系統(tǒng)具有測量精度高、測量效果高、測量功能強(qiáng)大(刀具形貌特征全方位測量、形位公差和直徑測量)、外形尺寸小、成本低等特點，為精密刀具形位公差和直徑的測量提供了綜合優(yōu)化解決方案。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種刀具測量系統(tǒng)，其特征在于，包括:刀具測量裝置(5)和工控機(jī)(2、3、4、6)，所述刀具測量裝置(5)包括: 底板(27)； 夾具，用于夾持刀具； 外殼(26)，可拆卸地安裝在所述底板(27)上，密封所述夾具，所述外殼(26)的一個側(cè)面具有開口且形成臺階，使刀具可從所述開口中伸出到達(dá)所述臺階上方設(shè)定位置； 安裝座(18、19、20、23、37)，安裝在所述臺階上的所述設(shè)定位置； 數(shù)碼相機(jī)(16、24)，安裝在所述安裝座(18、19、20、23、37)上，并對準(zhǔn)所述設(shè)定位置； 所述工控機(jī)(2、3、4、6 )包括主機(jī)(6 )，所述主機(jī)(6 )電連接所述數(shù)碼相機(jī)(16、24 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀具測量系統(tǒng)，其特征在于，所述夾具包括: 移動部分(34、36)，安裝在所述底板(27)上； 夾頭(14)，用于夾持刀具； 夾頭柄(13)，將所述夾頭(14)安裝在所述移動部分(34、36)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的刀具測量系統(tǒng)，其特征在于，所述移動部分(34、36)包括: 直線軸(36)，安裝在所述底板(27)上； 旋轉(zhuǎn)軸(34)，安裝在所述直線軸(36)上，所述夾頭柄(13)安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸(34)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刀具測量系統(tǒng)，其特征在于，所述安裝座(18、19、20、23、37)包括: 背景板(18)，安裝在所述臺階上，設(shè)置在所述鏡頭(16)的相對側(cè)； 連接板(23)，所述數(shù)碼相機(jī)(16、24)包括機(jī)身(24)和鏡頭(16)，所述機(jī)身(24)安裝在所述連接板(23)上； 移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(19、21、37)，所述連接板(23)通過所述移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(19、21、37)安裝到所述臺階上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的刀具測量系統(tǒng)，其特征在于，所述移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(19、21、37)包括: Y軸(19)，水平地安裝在所述臺階的上表面上； Z軸安裝座(21)，豎直地設(shè)置在所述Y軸(19)上； Z軸(37)，安裝在所述Z軸安裝座(21)上，所述連接板(23)安裝在所述Z軸(37)上； Y軸調(diào)整標(biāo)尺(20)，設(shè)置在所述Y軸(19)邊沿； Z軸調(diào)整標(biāo)尺(22)，設(shè)置在所述Z軸(37)的邊沿。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的刀具測量系統(tǒng)，其特征在于，所述Y軸和所述Z軸為手動裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的刀具測量系統(tǒng)，其特征在于，所述夾頭(14)為氣動裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刀具測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 所述安裝座(18、19、20、23、37)還包括: 第一線纜(25)及其接頭，將所述機(jī)身(24)電連接到所述主機(jī)(6)； 第二線纜及其接頭(9)，將所述旋轉(zhuǎn)軸(34)的控制端電連接到所述主機(jī)(6)； 第三線纜及其接頭(12)，將所述直線軸(36 )的控制端電連接到所述主機(jī)(6 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刀具測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括:電控柜(1); 第四線纜及其接頭(10)，將所述旋轉(zhuǎn)軸(34)的動力端電連接到所述電控柜(I)； 第五線纜及其接頭(11 )，將所述直線軸(36 )的動力端電連接到所述電控柜(I)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀具測量系統(tǒng)，其特征在于，所述外殼(26)包括可打開的門(17)。
專利摘要本實用新型提供了一種刀具測量系統(tǒng)，包括刀具測量裝置和工控機(jī)，刀具測量裝置包括底板；夾具，用于夾持刀具；外殼，可拆卸地安裝在底板上，密封夾具，外殼的一個側(cè)面具有開口且形成臺階，使刀具可從開口中伸出到達(dá)臺階上方設(shè)定位置；安裝座，安裝在臺階上的設(shè)定位置；數(shù)碼相機(jī)，安裝在安裝座上，并對準(zhǔn)設(shè)定位置；工控機(jī)包括主機(jī)，主機(jī)電連接數(shù)碼相機(jī)。該刀具測量系統(tǒng)因為采用數(shù)碼相機(jī)和夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行非接觸自動測量，所以克服了人工測量效率較低的問題，提高了刀具的測量效率。
文檔編號G01B11/24GK202915888SQ20122054958
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者趙春花 申請人:昆山允可精密工業(yè)技術(shù)有限公司