專利名稱：刀具測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，具體來說，涉及一種刀具測量裝置。
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
發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明旨在提供一種刀具測量裝置，以解決上述的問題。在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供了一種刀具測量裝置，包括底板；移動部分，安裝在底板上；夾頭，用于夾持刀具；夾頭柄，將所述夾頭安裝在移動部分上；安裝座，安裝在底板上能夠被夾頭柄所夾持的刀具通過移動部分的移動所到達(dá)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；控制器，電連接移動部分和數(shù)碼相機(jī)。該刀具測量裝置因?yàn)椴捎脭?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發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的刀具測量裝置的正面立體圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的刀具測量裝置的背面立體圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的刀具測量裝置的正面立體圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的刀具測量裝置的背面立體圖。如圖所示,該刀具測量裝置包括底板I;移動部分(16、17)，安裝在底板I上；夾頭18，用于夾持刀具；夾頭柄4，將所述夾頭18安裝在移動部分(16、17)上；安裝座(2、3、4、5、6、7、8、9)，安裝在底板I上能夠被夾頭柄4所夾持的刀具通過移動部分(16、17)的移動所到達(dá)的設(shè)定位置；
數(shù)碼相機(jī)(10、12)，安裝在安裝座(2、3、4、5、6、7、8、9)上，并對準(zhǔn)設(shè)定位置；控制器，電連接移動部分(16、17)和數(shù)碼相機(jī)(10、12)。圖I中的11為數(shù)碼相機(jī)(10、12)電連接到控制器的線纜。該刀具測量裝置因?yàn)椴捎脭?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。優(yōu)選地，移動部分I包括直線軸16，安裝在底板I上；旋轉(zhuǎn)軸17，安裝在直線軸16上，夾頭柄4安裝在旋轉(zhuǎn)軸17上。圖2中的19是旋轉(zhuǎn)軸17的動力線纜接頭，20是旋轉(zhuǎn)軸17連接到控制器的編碼器線纜接頭。
優(yōu)選地，安裝座(2、3、4、5、6、7、8、9)包括底臺2，安裝在設(shè)定位置；連接板8，安裝在底臺2上，數(shù)碼相機(jī)(10、12)包括機(jī)身10和鏡頭12，機(jī)身10安裝在連接板8上。優(yōu)選地，安裝座(2、3、4、5、6、7、8、9)還包括背景板3，安裝在底臺2上，設(shè)置在鏡頭12的相對側(cè)。優(yōu)選地，安裝座(2、3、4、5、6、7、8、9)還包括移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4、5、6、7、9)，連接板8通過移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4、5、6、7、9)安裝到底臺2上。優(yōu)選地，移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4、5、6、7、9)包括Y軸4，水平地安裝在底臺2的上表面上；Ζ軸安裝座6，豎直地設(shè)置在Y軸4上；Z軸9，安裝在Z軸安裝座6上，連接板8安裝在Z軸9上。優(yōu)選地,移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4、5、6、7、9)還包括Υ軸調(diào)整標(biāo)尺5,設(shè)置在Y軸4邊沿。優(yōu)選地，移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4、5、6、7、9 )還包括Z軸調(diào)整標(biāo)尺7，設(shè)置在Z軸9的邊沿。優(yōu)選地，Y軸4和Z軸9為手動裝置。 圖2中的22是手動Z軸9的緊定螺釘，23是手動Z軸9的調(diào)節(jié)旋鈕，24是手動Y軸4的調(diào)節(jié)旋鈕，25是手動Y軸的緊定螺釘。優(yōu)選地，夾頭18為氣動裝置。圖2中的21是夾頭18的供氣氣管接頭。采用上述實(shí)施例的刀具測量裝置進(jìn)行測量時(shí)，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(shí)，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(shí)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(shí)時(shí)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(shí)際的形位公差和直徑大小。該非接觸式刀具測量裝置具有測量精度高、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(diǎn)，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(diǎn)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(shí)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(shí)時(shí)傳遞回控制系統(tǒng)，進(jìn)行圖像處理，并與理論刀具設(shè)計(jì)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(shí)際形位公差和刀具實(shí)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(shí)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(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題，但此時(shí)發(fā)現(xiàn)已為時(shí)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。本發(fā)明公開的非接觸式刀具測量裝置，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，該刀具測量裝置具有測量精度高、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(diǎn)，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。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種刀具測量裝置，其特征在于，包括 底板(I); 移動部分(16、17)，安裝在所述底板(I)上； 夾頭(18)，用于夾持刀具； 夾頭柄(4)，將所述夾頭(18)安裝在所述移動部分(16、17)上； 安裝座(2、3、4、5、6、7、8、9)，安裝在所述底板(I)上能夠被夾頭柄(4)所夾持的刀具通過所述移動部分(16、17)的移動所到達(dá)的設(shè)定位置； 數(shù)碼相機(jī)(10、12)，安裝在所述安裝座(2、3、4、5、6、7、8、9)上，并對準(zhǔn)所述設(shè)定位置； 控制器，電連接所述移動部分(16、17)和所述數(shù)碼相機(jī)(10、12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刀具測量裝置，其特征在于，所述移動部分(16、17)包括 直線軸(16)，安裝在所述底板(I)上； 旋轉(zhuǎn)軸(17)，安裝在所述直線軸(16)上,所述夾頭柄(4)安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸(17)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刀具測量裝置，其特征在于，所述安裝座(2、3、4、5、6、7、8、9)包括 底臺(2)，安裝在所述設(shè)定位置； 連接板(8)，安裝在所述底臺(2)上，所述數(shù)碼相機(jī)(10、12)包括機(jī)身(10)和鏡頭(12)，所述機(jī)身(10 )安裝在所述連接板(8 )上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刀具測量裝置，其特征在于，所述安裝座(2、3、4、5、6、7、8、9)還包括 背景板(3)，安裝在所述底臺(2)上，設(shè)置在所述鏡頭(12)的相對側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刀具測量裝置，其特征在于，所述安裝座(2、3、4、5、6、7、8、9)還包括 移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4、5、6、7、9)，所述連接板(8)通過所述移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4、5、6、7、9)安裝到所述底臺(2)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的刀具測量裝置，其特征在于，所述移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4、5、6、7、9)包括 Y軸(4 )，水平地安裝在所述底臺(2 )的上表面上； Z軸安裝座(6)，豎直地設(shè)置在所述Y軸(4)上； Z軸(9 )，安裝在所述Z軸安裝座(6 )上，所述連接板(8 )安裝在所述Z軸(9 )上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的刀具測量裝置，其特征在于，所述移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4、5、6、7、9)還包括 Y軸調(diào)整標(biāo)尺(5 )，設(shè)置在所述Y軸(4 )邊沿。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的刀具測量裝置，其特征在于，所述移動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4、5、6、7、9)還包括 Z軸調(diào)整標(biāo)尺(7)，設(shè)置在所述Z軸(9)的邊沿。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的刀具測量裝置，其特征在于，所述Y軸(4)和所述Z軸(9)為手動裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刀具測量裝置，其特征在于，所述夾頭(18)為氣動裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種刀具測量裝置，包括底板；移動部分，安裝在底板上；夾頭，用于夾持刀具；夾頭柄，將所述夾頭安裝在移動部分上；安裝座，安裝在底板上能夠被夾頭柄所夾持的刀具通過移動部分的移動所到達(dá)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；控制器，電連接移動部分和數(shù)碼相機(jī)。該刀具測量裝置因?yàn)椴捎脭?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G01B11/24GK102878932SQ201210411190
公開日2013年1月16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