專利名稱：一種刀口角檢測(cè)方法及裝置的制作方法
—種刀口角檢測(cè)方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種可專用于檢測(cè)刀口角度的刀口角檢測(cè)方法及裝置。與發(fā)明創(chuàng)造相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)刀剪行業(yè)是一個(gè)很重要的行業(yè)，在我國一年有幾百億的產(chǎn)值。刀的生產(chǎn)需要經(jīng)過一系列復(fù)雜的程序。而在刀的生產(chǎn)過程中，開刃是一個(gè)極其關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)將決定刀口角的大小，進(jìn)而決定了這把刀的鋒利度和鋒利度保持性。刀口角是影響各種刀具鋒利度最重要的因素之一。若刀口的角度大，則其保持性和力度好，不易折斷或裂口，但鋒利性不足。若刀口的角度小，則刃部尖，切入阻力小，鋒利性高，但是，容易造成卷刃、崩刃等。 因此，合適的刀口角度是高效工作和刀具鋒利性保持良好的重要條件。目前，我國刀剪行業(yè)的開刃大致為手工操作，因此刀口角度的大小全靠操作工人把握，也即完全依賴工人的經(jīng)驗(yàn)，這就很難控制其一致性，難免出現(xiàn)刀口角偏大偏小的情況。而刀口角是刀口的主要參數(shù)。刀口角對(duì)刀的切削性能有很大影響。同類刀應(yīng)具有相同的刀口角，不同用途的刀，其刀口角度的大小要求是不同的。如普通用的菜刀的刀口角為50度左右，水果刀的刀口角為30度左右。刀口角的偏差若超出一定值，刀將被視為是次品。因此，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，非常有必要對(duì)成品的刀口角進(jìn)行檢測(cè)?，F(xiàn)有的測(cè)量刀口角度的方法，如使用接觸性的方法測(cè)量，在測(cè)量過程中，測(cè)量工具需與刀口的接觸，操作不當(dāng)易造成二者碰撞可能會(huì)損傷刀口，同時(shí)，操作者也易受傷。因此有必要設(shè)計(jì)一種新的刀口角檢測(cè)方法和裝置，以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種方便安全的刀口角檢測(cè)方法和裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置包括一支架，其呈弧形；一激光器，其位于所述支架外，所述激光器發(fā)射的激光束射向刀口的表面并被其反射向所述支架；一CCD光電耦合器件位于所述支架上，位于刀具一側(cè)，接收被刀具的刀口的表面反射的激光束；一微型計(jì)算機(jī)與所述CCD光電稱合器件相連,接收來自所述CCD光電稱合器件傳送的反射激光束的方位信息并對(duì)此信息處理計(jì)算出刀口角；一數(shù)字顯示裝置，與所述微型計(jì)算機(jī)相連并由其驅(qū)動(dòng)，顯示所述刀口的角度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于不需與所述刀具接觸，不會(huì)損傷刀具，也不會(huì)對(duì)檢測(cè)人員造成傷害。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明刀口角檢測(cè)方法包括如下步驟將所述刀具的刀口置于所述刀口角檢測(cè)裝置的預(yù)定位置；開啟所述激光器，其發(fā)射的激光束照射所述刀口的表面并被其發(fā)射向所述支架；
位于所述支架上的所述CCD光電耦合件接收被反射的激光束的方位信息，并傳送此信息至所述微型計(jì)算機(jī)；所述微型計(jì)算機(jī)接收來自所述CCD光電耦合器件傳送的信息；所述數(shù)字顯示裝置由所述微型計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)顯示所述刀口的角度值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明提供了一種基于光電一體化的刀口角檢測(cè)方法，可以對(duì)刀剪的刀口角進(jìn)行快速、非接觸的無損測(cè)量，保證檢測(cè)人員的安全。

圖I為本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置第一實(shí)施例以及光路的示意圖；
圖2為本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置中的刀口位置檢測(cè)裝置示意圖；圖3為本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置第二實(shí)施例以及光路的示意圖；圖4為本發(fā)明刀口角檢測(cè)方法流程示意圖。本發(fā)明元件標(biāo)號(hào)對(duì)照I-支架2-光源3-光電檢測(cè)擋板4-激光器5-CXD光電耦合器件6-微型計(jì)算機(jī)7-數(shù)字顯示裝置8-刀具80-刀口
具體實(shí)施例下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明刀口角檢測(cè)方法和裝置。為了后續(xù)說明方便，首先定義一刀具8的主平面(未圖示)，所述主平面平行于被切斷物件的切斷面，以及一刀口 80。請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置的第一實(shí)施例，其包括一支架I為弧形，且呈半圓狀，其圓心位置標(biāo)識(shí)為0，豎直半徑標(biāo)識(shí)為R，且所述支架I被等角度劃分為多個(gè)區(qū)域；一光源2，其位于所述支架I的內(nèi)側(cè)(當(dāng)然，也可位于所述支架I的外側(cè)，保證所述光源2發(fā)出的光可射向所述刀口 80)，其距離所述圓心0的距離為e(在一套所述刀口角檢測(cè)裝置中，所述光源2的位置一般不變，為固定值)，在本實(shí)施例中，所述光源2位于所述支架I的末端，也即e = 1/2D ；一光電檢測(cè)擋板3，其豎直放置，同樣位于所述支架I的內(nèi)側(cè)，且相對(duì)所述光源2，其位于所述刀口 80的另一側(cè)；一激光器4，其位于所述支架I外，在本實(shí)施例中，其位于所述支架I的內(nèi)側(cè)，且位于所述豎直半徑R的延長線上，所述激光器4發(fā)射的激光束平行于所述刀具8的主平面；一 CXD光電耦合器件5，其尺寸較小，位于所述支架I上，并相對(duì)所述光源2位于所述豎直半徑R的不同側(cè)，也即與所述光電檢測(cè)擋板3位于所述豎直半徑R的同一側(cè)，使用時(shí)，需要移動(dòng)所述CCD光電耦合器件5至被反射的激光束到達(dá)的區(qū)域；當(dāng)然，若所述CCD光電耦合器件5的尺寸較大，覆蓋整個(gè)所述支架1，則，在檢測(cè)過程中，就不需移動(dòng)所述CCD光電耦合器件5仍然能接受到被反射的激光束；一微型計(jì)算機(jī)6與所述光電耦合器件5相連，接收并處理所述CXD光電耦合器件5接受到的被反射激光束的方位信息，計(jì)算出所述刀口 80的角度；以及一數(shù)字顯示裝置7，其與所述微型計(jì)算機(jī)6相連，將所述微型計(jì)算機(jī)6計(jì)算出的刀口角度值顯不出來。檢測(cè)時(shí)，將所述刀具8置放于所述刀口角檢測(cè)裝置的預(yù)定位置(比如，將所述刀口80置放于所述圓心0處，當(dāng)然，也可偏移一定距離)，然后打開所述激光器4，所述激光器4發(fā)射的激光束照射所述刀口 80，并被所述刀口 80反射向所述CCD光電耦合器件5，所述光電耦合器件5將接收到的反射激光束的 方位信息傳送至所述微型計(jì)算機(jī)6，由所述微型計(jì)算機(jī)6根據(jù)激光束的入射方位信息和反射方位信息計(jì)算出所述刀口 80的角度，而后由所述數(shù)字顯示裝置7顯示刀口角的數(shù)值。另外，在圖I中，有顯示兩個(gè)所述CXD光電耦合器件5，位于所述刀口 80的不同側(cè)，一個(gè)以實(shí)線表示，一個(gè)是虛線表示，之所有兩個(gè)CCD光電耦合器件5，是考慮同時(shí)檢測(cè)所述刀口 80左右兩表面的角度值,特別適用于所述刀口 80的兩表面的角度值不一樣的時(shí)侯。在本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置中，所述光源2和所述光電檢測(cè)擋板3構(gòu)成所述刀口 80位置檢測(cè)裝置。請(qǐng)參閱圖2，為所述刀口 80所在位置的檢測(cè)示意圖，其中，定義所述刀口 80偏離所述圓心0的距離為a，所述光源2與所述圓心0的距離為e，所述光源2與所述光電檢測(cè)擋板3的距離為b，打開所述光源2照射所述刀口 80后于所述光電檢測(cè)擋板3上形成的陰影末端距離所述圓心0的豎直距離為d，根據(jù)幾何關(guān)系可知，所述刀口 80偏離所述圓心0 的距離 a = (ed)/b。另外，需要說明的是，當(dāng)所述刀具8的所述刀口 80放置于所述支架I的圓心0處時(shí)，所述刀口 80相對(duì)所述圓心0的偏移量為零，無需檢測(cè)，并且，所述CCD光電耦合器件5讀出的反射激光束的方位信息直接反映刀口角度(和刀口角互余)，此時(shí)，所述微型計(jì)算機(jī)6不需再計(jì)算刀口角，只需驅(qū)動(dòng)所述數(shù)字顯示裝置7來顯示刀口角的數(shù)值即可。請(qǐng)參閱圖3，為本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置的第二實(shí)施例，其與第一的主要區(qū)別在于所述激光器4發(fā)射的激光束從所述刀口 80的側(cè)面射向所述刀口 80的表面，也即，所述激光器4發(fā)射的激光束垂直于所述刀具8的主平面。請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明刀口角檢測(cè)方法包括如下步驟放置刀具,將所述刀具8的所述刀口 80置于所述刀口角檢測(cè)裝置的預(yù)定位置(可為所述支架I的圓心0處，也可為偏離所述圓心0的距離為a處)；確定所述刀口 80的位置信息，開啟所述光源2照射所述刀口 80，所述刀口 80投影于所述光電檢測(cè)擋板3上，得到所述刀口 80的位置信息；激光束照射所述刀口 80并被其反射，開啟所述激光器4，所述激光器4發(fā)射的激光束射向所述刀口 80的表面，并被所述刀口 80的表面反射向所述支架I ;調(diào)整所述CXD光電耦合器件5的位置，將所述CXD光電耦合器件5移動(dòng)至被所述刀口 80的表面反射的激光束到達(dá)的區(qū)域；接收并傳送反射激光束的方位信息，所述CCD光電耦合器件5接收并傳送被所述刀口 80的表面所反射的激光束的方位信息至所述微型計(jì)算機(jī)6 ;處理計(jì)算，所述微型計(jì)算機(jī)6依據(jù)激光束的入射方位信息以及在所述刀口 8表面的反射方位信息，進(jìn)行計(jì)算、處理，獲得待檢測(cè)刀具的刀口角數(shù)值；顯示所述刀口 80的角度值，所述數(shù)字顯示裝置7由所述微型計(jì)算機(jī)6驅(qū)動(dòng)并顯示由所述微型計(jì)算機(jī)6計(jì)算得出的所述刀口 80的角度值。當(dāng)然，當(dāng)所述刀口 80位于所述圓心0位置時(shí)，所述微型計(jì)算機(jī)(6)不需計(jì)算所述刀口(80)的角度值，只需驅(qū)動(dòng)所述數(shù)字顯示裝置(7)顯示角度值即可。除了上述內(nèi)容外，還需要說明以下幾點(diǎn)—、所述激光器4與所述CXD光電耦合器件5是相互關(guān)聯(lián)的，即所述激光器4發(fā)出的激光束能被所述CCD光電耦合器件5很好的接收，換言之，使用的所述CCD光電耦合器件5的敏感波長與所述激光器4發(fā)射的激光束的波長大致一致。二、所述CXD光電耦合器件5在接收經(jīng)所述刀具8的刀口 80表面反射的激光束時(shí)，可以有不同的方式一種方式是采用較小尺寸的所述CCD光電耦合器件5，在檢測(cè)過程中，需沿所述支架I上移動(dòng)所述CCD光電耦合器件5至激光束反射到的區(qū)域，以便采集被反射的激光束；此種方式，由于所述CCD光電耦合器件5可移動(dòng)，因此，可適應(yīng)多種刀具的檢測(cè)，比如，當(dāng)所述CXD光電耦合器件5在第一位置時(shí)，可檢測(cè)菜刀的刀口角，而移動(dòng)至第二位置時(shí)，可檢測(cè)水果刀的刀口角，并且，由于尺寸小，相應(yīng)地，所述CCD光電耦合器件5的價(jià)格低，刀具檢測(cè)裝置的成本相對(duì)較低，再者，所述CCD光電耦合器件5的尺寸小，所占的空間小；另外一種方式是采用一個(gè)較大尺寸的所述CCD光電耦合器件5，由于其尺寸大，可以覆蓋到經(jīng)多種刀具的刀口所反射的激光束到達(dá)的區(qū)域，故，在檢測(cè)過程中，不需移動(dòng)所述CCD光電耦合器件5的位置，檢測(cè)操作相應(yīng)便捷，甚至，所述CCD光電耦合器件5覆蓋整個(gè)所述支架I。三、所述微型計(jì)算機(jī)6，可以是單片微型計(jì)算機(jī)，也可以是其它種類的微型計(jì)算機(jī)，其用于接收來自所述CCD光電耦合器件5的數(shù)據(jù)，并完成角度的簡單運(yùn)算和后續(xù)的顯示驅(qū)動(dòng)功能。四、所述數(shù)字顯示裝置7，可以是數(shù)碼管顯示、用液晶顯示，也可以是其他方式的顯示，其作用就是顯示數(shù)字方便讀數(shù)。五、所述刀口角檢測(cè)裝置還可不設(shè)置所述支架I，直接將所述CXD光電耦合器件5覆蓋被所述刀口 80所反射激光束將到達(dá)的區(qū)域。綜上所述，本發(fā)明的有益效果為一、本發(fā)明刀口角檢測(cè)方法為非接觸性檢測(cè)，所以，對(duì)刀具無損傷，其對(duì)操作者也不會(huì)造成傷害，檢測(cè)過程安全；二、本發(fā)明刀口角檢測(cè)方法及裝置為光電一體化模式，檢測(cè)速度快；三、本發(fā)明中刀口角檢測(cè)裝置中，較小尺寸的所述CXD光電耦合器件5可在支架I上移動(dòng)，以便調(diào)整位置接收被所述刀口 80的表面所反射的激光束，故可適應(yīng)不同刀具的檢測(cè)需求，同時(shí)，因尺寸小，價(jià)格低，相應(yīng)地，本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置的成本較低；四、本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置中的所述CXD光電耦合器件5如尺寸較大，可覆蓋經(jīng)多種刀具的刀口反射的激光束所到達(dá)的區(qū)域，因此，檢測(cè)過程中可不必移動(dòng)所述CCD光電耦合器件5,操作簡便；五、本發(fā)明中刀口角檢測(cè)方法中，所述刀具8的刀口 80置放于所述支架I的圓心0處，定位方便，可以直接讀數(shù)，方便快捷；六、本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置中，有在所述刀口 80的兩側(cè)分別設(shè)置一所述光電檢測(cè)、擋板3以及一所述光源2，借以檢測(cè)所述刀口 80相對(duì)所述圓心O的偏移量，降低對(duì)所述刀具8的放置位置的要求，進(jìn)而降低對(duì)操作者熟練度或經(jīng)驗(yàn)值的要求，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性；七、本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置中包括有兩個(gè)所述CXD光電耦合器件5，可同時(shí)測(cè)量所述刀口 80兩側(cè)的刀口角的數(shù)值，尤其能適應(yīng)所述刀口 80兩側(cè)刀口角度不同的情形，提高檢 測(cè)效率；八、本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置中所述支架I有等角度劃分為幾個(gè)區(qū)域，方便快速定位所述(XD光電稱合器件5的位置。
權(quán)利要求
1.一種刀口角檢測(cè)裝置，用以檢測(cè)一刀具(8)的刀口(80)的角度，所述刀具(8)具有一主平面，其特征在于，包括 一激光器(4)，其發(fā)射的激光束射向所述刀口(80)的表面并被其反射； 一 CCD光電耦合器件(5)，位于所述刀具(8)的一側(cè)，且位于被所述刀口(80)反射的激光束的反射路徑上，接收被反射的激光束； 一微型計(jì)算機(jī)(6)與所述CCD光電稱合器件(5)相連,接收來自所述CCD光電稱合器件(5)傳送的反射激光束的方位信息； 一數(shù)字顯示裝置(7)，與所述微型計(jì)算機(jī)(6)相連并由其驅(qū)動(dòng)，顯示所述刀口(80)的角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刀口角檢測(cè)裝置，其特征是所述激光器(4)發(fā)射的激光束平行于所述刀具(8)的主平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刀口角檢測(cè)裝置，其特征是所述激光器(4)發(fā)射的激光束垂直于所述刀具(8)的主平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刀口角檢測(cè)裝置，其特征是所述刀口角檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括一光源(2)，以及一光電檢測(cè)擋板(3)，二者位于所述刀口(80)的兩相對(duì)側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刀口角檢測(cè)裝置，其特征是所述刀口角檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括一支架(I)，其呈弧形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的刀口角檢測(cè)裝置，其特征是所述CCD光電耦合器件(5)可滑動(dòng)地置于所述支架(I)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的刀口角檢測(cè)裝置，其特征是所述支架(I)等角度劃分為多個(gè)區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刀口角檢測(cè)裝置，其特征是所述CCD光電耦合器件(5)覆蓋被所述刀口(80)所反射的激光束所達(dá)到的區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刀口角檢測(cè)裝置，其特征是所述刀口角檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括另一所述CCD光電稱合器件(5)，二所述CCD光電稱合器件(5)位于所述刀具(8)的兩相對(duì)側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刀口角檢測(cè)裝置，其特征是所述微型計(jì)算機(jī)(6)根據(jù)反射激光束的方位信息以及激光束的入射方位信息計(jì)算出所述刀口(80)的角度值。
11.一種刀口角檢測(cè)方法，其采用權(quán)利要求I所述的刀口角檢測(cè)裝置，其特征在于，包括如下步驟 將所述刀具(8)的刀口(80)置于所述刀口角檢測(cè)裝置的預(yù)定位置； 開啟所述激光器(4)，其發(fā)射的激光束照射所述刀口(80)的表面并被其反射； 所述CCD光電耦合件(5)接收被反射的激光束的方位信息，并傳送此信息至所述微型計(jì)算機(jī)⑶; 所述微型計(jì)算機(jī)(6)接收被反射的激光束的方位信息； 所述數(shù)字顯示裝置(7)由所述微型計(jì)算機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)而顯示所述刀口(80)的角度值。
12.如權(quán)利要求11所述的刀口角檢測(cè)方法，其特征在于所述刀口角檢測(cè)方法中還包括調(diào)整所述CCD光電耦合器件(5)的位置至被反射的激光束所到達(dá)的區(qū)域。
13.如權(quán)利要求11所述的刀口角檢測(cè)方法，其特征在于所述微型計(jì)算機(jī)(6)接收到被反射的激光束方位信息并 參照激光束的入設(shè)方位信息計(jì)算出所述刀口(80)的角度值。
全文摘要
本發(fā)明刀口角檢測(cè)裝置包括一支架，其呈弧形；一激光器，其位于所述支架外，所述激光器發(fā)射的激光束射向刀口的表面并被其反射向所述支架；一CCD光電耦合器件位于所述支架上，位于刀具一側(cè)，接收被刀具的刀口的表面反射的激光束；一微型計(jì)算機(jī)與所述CCD光電耦合器件相連，接收來自所述CCD光電耦合器件傳送的反射激光束的方位信息并對(duì)此信息處理計(jì)算出刀口角；一數(shù)字顯示裝置，與所述微型計(jì)算機(jī)相連并由其驅(qū)動(dòng)，顯示所述刀口的角度。由于不需與所述刀具接觸，不會(huì)損傷刀具，也不會(huì)對(duì)檢測(cè)人員造成傷害。
文檔編號(hào)G01B11/26GK102735189SQ201110085399
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者譚中明 申請(qǐng)人:譚中明