一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備，具體涉及一種基于計算機視覺技術的圖像處理系統。要解決的技術問題是在機械加工中車刀等數控機床刀具斷裂或磨損時易產生不良品、浪費原料、設備易損壞、成本較高。本實用新型包括對待測刀具進行拍照的刀具檢查相機；刀具檢查相機將拍攝的圖片送入機箱內的視頻解碼器中，視頻解碼器與圖像處理芯片相連，圖像處理芯片連接MCU，MCU與人機接口、接近開關傳感器和存儲器相連。采用這樣的結構后的本實用新型，能快速、準確的檢查到刀具是否發生磨損與斷裂，減少不良品的產生、減少原料的浪費，整個檢查過程成本低廉、操作簡單、檢測精準，節省人力、物力、財力。
【專利說明】一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備，具體涉及一種基于計算機視覺技術的判斷切削刀具是否斷裂或磨損的圖像處理系統。
【背景技術】
[0002]切削刀具在機械加工中屬于消耗品，容易在使用中發生磨損與斷裂，而隨著自動化程度的提高，越來越多的加工過程不需要人值守，在此期間，一旦發生金屬切削刀具的斷裂與磨損，不但會產生不良品、浪費原料，嚴重時甚至會損壞設備，所以及時發現刀具的異常至關重要。對于絲錐和鉆頭類刀具，通常使用光纖傳感器檢測絲錐或鉆頭的尖端，但這種光纖傳感器對車刀等類型的刀具無能為力；對于車刀等數控機床刀具的監控，通常是通過檢測加工過程中軸向驅動電流或震動能量的變化，并將監測值同已知設定模型進行比對的方式實現監控功能，但是這種方式成本較高，檢測時容易受到電網狀況的影響，應用范圍有限。
實用新型內容
[0003]本實用新型要解決的技術問題是在機械加工中車刀等數控機床刀具斷裂或磨損時易產生不良品、浪費原料、設備易損壞以及原有的檢查車刀等數控機床刀具是否斷裂或磨損的方法及設備成本較高，提供一種成本低廉、操作簡單、檢測精準、應用范圍廣泛的檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案:一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備，它包括對待測刀具進行拍照的刀具檢查相機；所述的刀具檢查相機將拍攝的圖片送入機箱內的視頻解碼器中，視頻解碼器與圖像處理芯片相連，圖像處理芯片連接MCU, MCU與人機接口、接近開關傳感器和存儲器相連。
[0005]所述的刀具檢查相機包括CXD或CMOS成像器件和鏡頭。
[0006]所述的MCU連接有照射待測刀具的光源，光源至少為一個LED。
[0007]所述的視頻解碼器與邏輯控制模塊、晶振、電源和刀具檢查相機相連接。
[0008]所述的存儲器采用FLASH和SRAM，SRAM為圖像處理芯片與MCU共享。
[0009]所述的MCU連接有報警器，報警器為三色聲光報警器。
[0010]采用上述技術方案的本實用新型，切削刀具在機械加工中，在沒有人值守的情況下，也能快速、準確的檢查到刀具是否發生磨損與斷裂，及時更換刀具，減少不良品的產生、減少原料的浪費，整個檢查過程成本低廉、操作簡單、檢測精準，為使用單位節省人力、物力、財力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的設備結構示意圖。
[0012]圖2是本實用新型的總控制箱內部構成示意圖；[0013]圖3是本實用新型的主程序流程圖。
[0014]圖4是本實用新型的刀具檢測算法流程圖。
[0015]圖5是本實用新型使用流程圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1和圖2所示，本實用新型包括一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備，它包括對待測刀具3進行拍照的刀具檢查相機2 ;所述的刀具檢查相機2將拍攝的圖片送入機箱5內的視頻解碼器中，視頻解碼器與圖像處理芯片相連，圖像處理芯片連接MCU，MCU與人機接口、傳感器和存儲器相連。
[0017]所述的刀具檢查相機2包括CXD或CMOS成像器件和鏡頭，當機床開始運轉，刀具到達檢測位置時，該相機能夠拍攝刀具的圖片，并將其傳送到機箱5內的處理電路進行處理與判斷；機箱5，如圖1所示，提供人機接口供用戶對系統進行設置，內部包含的功能電路對整個系統進行控制，以及對所獲刀具圖像的處理和判斷，具體是:提供人機界面，以便使用者對整個檢測系統各項參數進行設置；提供對機床的控制接口，能控制機床啟停；對刀具檢查相機捕獲的圖像進行處理、提取刀具的待比對特征、和設置的或者是自動更新的正常刀具模板進行比對，如果刀具無斷裂或磨損，則機床繼續正常運行，如果刀具發生斷裂或磨損，則停止機床繼續運行，并報警。
[0018]所述的MCU連接有照射待測刀具(3)的光源(1)，光源(I)至少為一個LED，提供檢查刀具是否斷裂或磨損時相機需要的照明光線，通常需要根據實際情況采用多個LED。
[0019]所述的視頻解碼器與邏輯控制模塊、晶振、電源和刀具檢查相機相連接。
[0020]所述的存儲器采用FLASH和SRAM，SRAM為圖像處理芯片與MCU共享，實現兩者間的通信。
[0021]所述的MCU連接有報警器7，報警器7為三色聲光報警器。
[0022]下面結合圖3、圖4、圖5對本實用新型做進一步描述:
[0023]如圖5所示，使用前需要先對設備進行整體檢查，檢查內容包括:察看電源線與信號線是否正確連接，尤其線路是否有破皮、燒焦之處。檢查設備各個部件和螺絲是否有松動現象。如果一切正常，可打開設備電源，進入用戶設置模式。
[0024]將刀具安裝在機床上，調節光源、刀具檢查相機的位置，一般用磁力座固定在機床上，調節刀具檢查相機的光圈和焦距，使監視器上顯示的刀具最清晰，待比對特征暴露最明顯。
[0025]用戶設置模式下，由于本實用新型采用比對的方法判斷刀具是否正常，因此用戶需設置的主要內容是設置正常刀具模板并制定比對特征，具體操作是:手動拍攝一幅正常狀態下的刀具圖像，在人機界面中設置需提取的比對特征和比對特征中的參數。
[0026]機床正常工作后，每次機床刀具到達檢測位時，刀具檢查相機拍攝刀具圖片并傳送到機箱內部的處理電路，經過視頻解碼器，其作用是將視頻由模擬量轉化為數字量并進行有效地編碼，使視頻編為圖像處理芯片可以直接處理的格式，傳送進視頻處理芯片，視頻處理芯片運行預處理程序，預處理具體包括:圖像降噪處理，用中值濾波、平均值濾波等方法去除椒鹽噪聲等種類的圖像噪聲污染；圖像直方圖均衡，使原圖像直方圖變換為具有均勻密度分布的直方圖，以增加所獲圖像的全局對比度；圖像銳化，用模板卷積和頻域濾波的方法，增強圖像的邊緣及灰度跳變的部分，使圖像變得清晰。之后提取刀具圖片中待比對特征，通常是直方圖信息、邊緣信息和面積信息等，和正常刀具模板的特征進行比對運算，一般采用模板匹配或神經網絡等方法實現。
[0027]其中，正常刀具模板由用戶在機床運轉前手動設置，或者在機床運轉中根據更新算法自動更新。電路系統的MCU主要運行人機界面，并提供與圖像處理芯片的通信通道，將設置信息傳給圖像處理芯片，提供機床啟停控制和報警功能。
[0028]本實用新型中可以用在車刀、銑刀、拉刀、絲錐、鉆頭等類型的金屬切削刀具。
【權利要求】
1.一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備，其特征在于:它包括對待測刀具(3)進行拍照的刀具檢查相機(2);所述的刀具檢查相機(2)將拍攝的圖片送入機箱(5)內的視頻解碼器中，視頻解碼器與圖像處理芯片相連，圖像處理芯片連接MCU，MCU與人機接口、接近開關傳感器和存儲器相連；所述的視頻解碼器與邏輯控制模塊、晶振、電源和刀具檢查相機相連接；所述的MCU連接有報警器(7)，報警器(7)為三色聲光報警器。
2.根據權利要求1所述的一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備，其特征在于:所述的刀具檢查相機(2)包括CXD或CMOS成像器件和鏡頭。
3.根據權利要求1所述的一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備，其特征在于:所述的MCU連接有照射待測刀具(3)的光源(I )，光源(I)至少為一個LED。
4.根據權利要求1所述的檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備，其特征在于:所述的存儲器采用FLASH和SRAM，SRAM為圖像處理芯片與MCU共享。
【文檔編號】B23Q17/24GK203390656SQ201320226977
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年4月28日 優先權日:2013年4月28日
【發明者】王忠勇, 馬超, 宋豫全, 鄧計才, 高向川 申請人:鄭州大學