專利名稱：超硬磨具出露磨粒數(shù)量和磨粒出露高度的檢測(cè)方法
超硬磨具出露磨粒數(shù)量和磨粒出露高度的檢測(cè)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于磨具檢測(cè)技術(shù)。
背景技術(shù)：
超硬磨具通常是指用金剛石或立方氮化硼做磨料制成的磨具，包括砂輪、油 石、切割鋸片等。它們是通過(guò)將結(jié)合劑，例如金屬結(jié)合劑、陶瓷結(jié)合劑、樹(shù)脂結(jié)合劑 等，與細(xì)小的磨?；旌蠅褐瞥尚?，然后經(jīng)過(guò)后續(xù)的熱處理制成。磨具的制造過(guò)程決定了 磨粒在磨具中分布的隨機(jī)性。超硬磨具工作層表面單位面積出露磨粒數(shù)量和磨粒出露高 度直接影響磨具的使用效果。出露磨粒數(shù)量和磨粒出露高度是表征磨具使用性能的重要 指標(biāo)，但目前對(duì)該指標(biāo)的檢測(cè)還沒(méi)有一種簡(jiǎn)單高效的檢測(cè)方法。對(duì)于磨粒出露高度國(guó)內(nèi) 外都有學(xué)者進(jìn)行研究，所采用的方法有準(zhǔn)焦法、激光三角法、針式輪廓儀法、干涉式輪 廓儀法、聚焦合成法。在《金剛石砂輪磨粒微觀出刃形貌的研究進(jìn)展》一文中，對(duì)這些 方法都有介紹，該文發(fā)表在《金剛石與磨料磨具工程》雜志，2010年第3期，第36頁(yè)。
準(zhǔn)焦法的原理是利用顯微鏡帶刻度的調(diào)焦旋鈕，對(duì)出露磨粒頂點(diǎn)和底部分別進(jìn) 行調(diào)焦，兩次調(diào)焦刻度之差即為磨粒出露高度；激光三角法是將激光束以特定的角度照 射到出露磨粒上，采集激光的漫反射信息，根據(jù)反射信息由計(jì)算機(jī)對(duì)出露磨粒形貌進(jìn)行 三維重構(gòu)，最終計(jì)算出磨粒出露高度；針式輪廓儀法是利用探針針尖與出露磨粒相接觸 并移動(dòng)，由計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算出磨粒出露高度；干涉式輪廓儀法是根據(jù)光的干 涉原理，利用光程差信息進(jìn)行三維重構(gòu)，最終計(jì)算出磨粒出露高度；聚焦合成法，該方 法是利用視頻顯微鏡調(diào)焦原理和三維重構(gòu)技術(shù)，對(duì)出露磨粒在“Z”軸方向，也就是磨粒 出露高度方向，采集多幅兩維圖像，再利用計(jì)算機(jī)重構(gòu)出露磨粒的三維圖像，最終計(jì)算 出磨粒出露高度。
上述方法的特點(diǎn)和不足分別是顯微鏡準(zhǔn)焦法特點(diǎn)，投資少，操作簡(jiǎn)單、缺點(diǎn) 是主觀性太強(qiáng)、測(cè)試準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性差，效率低；激光三角法，測(cè)試精度低、只能用于 粗顆粒測(cè)量，而且激光側(cè)頭昂貴，不能進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用；針式輪廓儀法，屬于接觸式測(cè) 量，測(cè)量精度低、測(cè)量速度慢，探針易磨損。干涉式輪廓儀法，測(cè)試精度高，技術(shù)復(fù) 雜，儀器價(jià)格昂貴，不適用于工業(yè)推廣應(yīng)用；聚焦合成法，該方法基本原理與準(zhǔn)焦法是 一致的，但是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提高了測(cè)試效率。
此外，上述方法存在的共同問(wèn)題是沒(méi)有提出完善的數(shù)學(xué)模型，測(cè)試隨意性 大；由于出露磨粒底部高低不平，必須人為規(guī)定基準(zhǔn)面，測(cè)試結(jié)果人為因素大，穩(wěn)定性 差；不能同時(shí)分析單位面積出露磨粒數(shù)量；因此上述方法都沒(méi)有應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)檢驗(yàn)。
由于出露磨粒的特殊性(出露磨粒底部高低不平，難以確定基準(zhǔn)面)，很難準(zhǔn)確 的測(cè)量出磨粒出露高度。實(shí)際應(yīng)用中只要提供磨粒出露高度近似統(tǒng)計(jì)值和分布規(guī)律即可 滿足要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單、快速、有效的近似檢測(cè)磨粒出露高度和單位面 積出露磨粒數(shù)量的方法。
為了達(dá)到上述目的采用以下技術(shù)方案超硬磨具出露磨粒數(shù)量和磨粒出露高度 的檢測(cè)方法，由計(jì)算機(jī)、顯微鏡和與顯微鏡相連的數(shù)碼攝像頭組成視頻圖像采集系統(tǒng)， 采集圖象并進(jìn)行分析計(jì)算，超硬磨具經(jīng)使用或開(kāi)刃后，將超硬磨具磨削部位放置于顯微 鏡下，由數(shù)碼攝像頭將圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)碼信息，連續(xù)采集不同部位的圖像，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì) 圖像進(jìn)行存儲(chǔ)；對(duì)采集的圖像設(shè)置圓環(huán)采樣區(qū)，對(duì)圓環(huán)采樣區(qū)內(nèi)的磨粒出露高度和出露 磨粒數(shù)量進(jìn)行分析；
其中對(duì)于磨粒出露高度的檢測(cè)步驟為將磨粒視為是圓球型，磨粒出露的部分 視為球冠，出露高度相當(dāng)于球冠的高，投影寬度相當(dāng)于球冠底面直徑，利用計(jì)算機(jī)標(biāo)尺 線段標(biāo)記與出露部分的最大長(zhǎng)度垂直的最大投影寬度，然后利用下述數(shù)學(xué)模型通過(guò)計(jì)算 機(jī)計(jì)算得到磨粒出露高度，數(shù)學(xué)模型為
權(quán)利要求
1.超硬磨具出露磨粒數(shù)量和磨粒出露高度的檢測(cè)方法，由計(jì)算機(jī)、顯微鏡和與顯微 鏡相連的數(shù)碼攝像頭組成視頻圖像采集系統(tǒng)，采集圖象并進(jìn)行分析計(jì)算，其特征是超 硬磨具經(jīng)使用或開(kāi)刃后，將超硬磨具磨削部位放置于顯微鏡下，由數(shù)碼攝像頭將圖像轉(zhuǎn) 換成數(shù)碼信息，連續(xù)采集不同部位的圖像，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行存儲(chǔ)；對(duì)采集的圖像 設(shè)置圓環(huán)采樣區(qū)，對(duì)圓環(huán)采樣區(qū)內(nèi)的磨粒出露高度和出露磨粒數(shù)量進(jìn)行分析；其中對(duì)于磨粒出露高度的檢測(cè)步驟為將磨粒視為是圓球型，磨粒出露的部分視為 球冠，出露高度相當(dāng)于球冠的高，投影寬度相當(dāng)于球冠底面直徑，利用計(jì)算機(jī)標(biāo)尺線段 標(biāo)記與出露部分的最大長(zhǎng)度垂直的最大投影寬度，然后利用下述數(shù)學(xué)模型通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì) 算得到磨粒出露高度，數(shù)學(xué)模型為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬磨具單位面積出露磨粒數(shù)量和磨粒出露高度的檢測(cè)方 法，其特征是在一張圖片上設(shè)置至少一個(gè)圓環(huán)采樣區(qū)或者在多張圖片上設(shè)置多個(gè)圓環(huán) 采樣區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬磨具單位面積出露磨粒數(shù)量和磨粒出露高度的檢測(cè)方 法，其特征是所述磨粒出露部分的最大寬度為與磨粒出露部分的最大長(zhǎng)度垂直的最大 投影寬度。
全文摘要
一種超硬磨具出露磨粒數(shù)量和磨粒出露高度的檢測(cè)方法，由計(jì)算機(jī)、顯微鏡和與顯微鏡相連的數(shù)碼攝像頭組成視頻圖像采集系統(tǒng)，超硬磨具經(jīng)使用或開(kāi)刃后，將超硬磨具磨削部位放置于顯微鏡下，由數(shù)碼攝像頭將圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)碼信息，連續(xù)采集不同部位的圖像，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行存儲(chǔ)；對(duì)采集的圖像設(shè)置圓環(huán)采樣區(qū)，對(duì)圓環(huán)采樣區(qū)內(nèi)的磨粒出露高度和出露磨粒數(shù)量進(jìn)行分析。為產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和控制提供一種科學(xué)有效的快速的檢驗(yàn)方法和手段，為產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和提高提供科學(xué)的依據(jù)。
文檔編號(hào)G01N15/02GK102023127SQ20101028836
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者周波, 王威, 陳鋒 申請(qǐng)人:鄭州三磨超硬材料有限公司, 鄭州磨料磨具磨削研究所