三面刃銑刀機器視覺檢測系統(tǒng)的設計與應用.pdf

1、金屬切削刀具生產(chǎn)企業(yè)對刀具的尺寸精度、形狀精度和位置精度有很高的要求，為了保證刀具質(zhì)量，企業(yè)必須按照國家標準要求對刀具的幾何精度進行檢測。三面刃銑刀是用于機械零件銑削加工的常用刀具，國家標準GB/T6119-2012對三面刃銑刀的“圓周刃對內(nèi)孔軸線的徑向圓跳動位置公差”有嚴格的要求，標準中規(guī)定了直徑小于80mm的銑刀徑向圓跳動公差必須≤0.05mm。傳統(tǒng)的檢測方法是采用帶凸臺的芯軸和千分表組合的純機械人工檢測方式，抽取銑刀樣本進行抽樣檢

2、驗。然而，由于銑刀產(chǎn)品批量大、幾何精度高，檢測人員的勞動強度大、檢測效率低、并且經(jīng)常出現(xiàn)漏檢或因人為原因?qū)е抡`判斷，因此，對三面刃銑刀的質(zhì)量檢測方法提出了更高的要求。隨著計算機技術(shù)、光學、電子學、軟件工程、信號處理與系統(tǒng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，采用先進的質(zhì)量檢測技術(shù)，降低檢測人員的勞動強度，保證質(zhì)量檢測的可靠性，已成為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級提高檢測效率和準確性的當務之急。
　　本文結(jié)合臺州地區(qū)切削刀具生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量檢測的實際需求，開展了三面

3、刃銑刀機器視覺檢測系統(tǒng)的設計與應用的研究。
　　1)分析了三面刃銑刀機器視覺檢測技術(shù)的研究背景和意義，詳細地敘述了機器視覺檢測方法與人工檢測方法的區(qū)別。通過閱讀大量的國內(nèi)外文獻了解了該領域中機器視覺檢測技術(shù)的應用及今后的發(fā)展趨勢，并分別介紹了機器視覺檢測原理、檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、檢測過程中的影響因素以及檢測系統(tǒng)的種類及其選用原則。
　　2)依據(jù)三面刃銑刀的結(jié)構(gòu)特征和幾何精度的要求，在充分考慮銑刀生產(chǎn)企業(yè)的實際情況后，對三面刃

4、銑刀機器視覺檢測系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)進行設計，對照明光源設計、攝像機的選擇、光學鏡頭的選擇、運動控制卡的選擇進行了闡述和研究，對工作平臺的滾珠絲桿和電機進行了設計和計算。
　　3)根據(jù)機器視覺系統(tǒng)的檢測原理，對圖像處理及算法進行了研究，闡述了圖像處理的原理及過程，分析了圖像算法的原理及實現(xiàn)。并且通過所研究圖像算法的原理，對參數(shù)化視覺檢測軟件進行設計。
　　4)研究了相機的標定方式，通過采用標準量塊標定的方式來實現(xiàn)相機的標定，用多高

5、度標定方法來分析并擬合出相機拍攝高度與像素尺寸和實際尺寸的比例系數(shù)k的關(guān)系函數(shù)，獲取相關(guān)的標定參數(shù)，實現(xiàn)圖像平面坐標系與空間坐標系之間的轉(zhuǎn)換。
　　5)根據(jù)三面刃銑刀的國家標準要求，采用三面刃銑刀機器視覺檢測系統(tǒng)對三面刃銑刀的徑向圓跳動進行了檢測實驗，包括檢測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)的合理性、檢測精度的準確性、檢測速度等的檢測實驗，實驗結(jié)果表明，該檢測系統(tǒng)能夠用于三面刃銑刀的質(zhì)量檢測，檢測準確，檢測速度高，實現(xiàn)了對三面刃銑刀的機器視覺檢測，