便携式cnc铣床刀具检测仪的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及检测设备领域，尤其是涉及便携式CNC铣床刀具检测仪。
【背景技术】
[0002]在数控铣床加工中，加工精度的硬件条件主要是机床精度与切削刀具的精度，在一定时期内，机床的精度是恒定的，那么加工的精度就取决于切削刀具的精度，这就迫切需要机床刀具的检测与预调(将刀具校对到合理精度)；同时这也是保证刀具切削寿命与机床精度的必要条件。
[0003]目前，对机床刀具进行检测与校对预调，一直是各企业的难题与空白，传统的方法只能依靠人工目测，校表与分中棒辅助测量，手动对刀等方式检测与预调，始终存在不能准确，全面，高效的掌握机床刀具切削时至关重要的参数(切削刃的半径，圆弧R值，径调与端跳)。或者采用机外离线检测与预调仪，由于机床主轴、刀头、刀具组合体的精度是三者的矢量和，因此机外离线检测与预调针对高精度的机床主轴有效，而针对一般精度的机床主轴因主轴对机床刀具的扰动而失效，因而不适用于国内大部分机床的状况与使用工作环境。或者采用激光在线检测，但是激光在线检测不能利用数字图像放大判别刀具的状况，不能利用图像逐一检测与校对各个刀刃。
【实用新型内容】
[0004]针对上述数控铣床刀具机外检测不能真实可靠的反映一般精度机床主轴刀具转动的实际状态的问题，或者采用激光在线检测不能利用数字图像放大判别刀具的状况以及不能利用图像逐一检测与校对各个刀刃的问题。本实用新型提出了便携式CNC铣床刀具检测仪，其目的在于通过相机快速拍照成像，并通过图像分析系统的图像处理器实时处理检测CNC铣床刀具的半径、圆弧R值，径向跳动值和端面跳动值等参数。同时，还设置了机外检测刀架模拟机床，在机外检测刀架上安装刀具进行检测，实现机外检测或预调的精度问题。
[0005]为了解决上述问题，本实用新型提供了便携式CNC铣床刀具检测仪，其特征在于包括:支架装置、刀具成像系统以及图像分析系统。
[0006]所述支架装置可以安装在CNC铣床的工作台上铣床刀具的近处，支架装置可以纵向移动。
[0007]所述刀具成像系统安装在支架装置上可以横向移动，可以动态拍摄铣床刀具的成像。
[0008]所述图像分析系统固定在支架装置上，连接刀具成像系统，并将铣床刀具的成像转换为铣床刀具的参数。
[0009]所述图像分析系统包括依次连接的图像传感板、图像处理器以及显示屏；所述图像传感板接收刀具成像系统的图像信息，图像处理器根据图像信息进行分析处理，通过显示屏获得检测人员可以识别的铣床刀具的参数。
[0010]进一步地，所述支架装置包括:底面可以与CNC铣床工作台接触的长方形的底座；设置在底座上方安装刀具成像系统的长条形的安装座；底座和安装座之间设置的可供刀具成像系统横向移动的第一导轨和第二导轨。
[0011]检测仪面向检测人员，所述第一导轨和第二导轨位于底座的左段；安装座两端的下表面设有与第一导轨和第二导轨连接的滑动块，安装座通过滑动块可以沿着第一导轨、第二导轨滑动；安装座的上表面设有与安装座垂直的侧板和与安装座平行的支撑板，侧板位于安装座靠近第一导轨的一端，支撑板位于安装座靠近第二导轨的一端。
[0012]进一步地，所述底座上还设有安装座挡板，安装座挡板位于底座纵向方向的两侧，安装座挡板上设有第一螺杆通孔；安装座在厚度方向设有第二螺杆通孔，第二螺杆通孔位于第一导轨和第二导轨之间；第二螺杆通孔与第一螺杆通孔同轴，第一螺杆通孔与第二螺杆通孔通过螺杆连接。
[0013]进一步地，所述刀具成像系统包括照明刀具的光源以及拍摄刀具的相机；光源安装在安装座上的侧板，可以随着安装座横向移动；相机安装在支撑板上，相机的输出接口与位于底座右端的图像分析系统连接。
[0014]所述底座与安装座之间还设有用于测量光源与相机移动距离的光栅尺，光栅尺的长度方向与第一导轨和第二导轨的走向一致。
[0015]进一步地，所述图像分析系统还包括与图像处理器连接的用于存储分析成像信息数据的同步动态随机存储器、控制分析成像信息流程的可编程逻辑器。
[0016]根据图像传感板的成像信息，图像处理器通过可编程逻辑器的控制信息进行分析处理，图像处理器读取同步动态随机存储器的分析成像信息数据通过显示屏显示。
[0017]进一步地，所述图像传感板由图像传感器、驱动芯片、AD转换以及放大电路组成。
[0018]进一步地，还包括机外检测刀架；所述机外检测刀架包括大于支架装置的长方形的刀架底座、垂直固定在刀架底座上刀架安装座和安装在刀架底座上可以上下滑动的用于夹持铣床刀具的刀具安装座。
[0019]刀架底座还可以放置支架装置以及刀具成像系统和图像分析系统；刀架安装座上设有竖直导轨，导轨上安装刀具安装座；刀具安装座所安装的铣床刀具与刀架底座垂直。
[0020]采用本实用新型的产生的有益效果:1、本实用新型将刀具成像系统和图像分析系统结合，通过图像传感板连接刀具成像系统的相机与图像分析系统的图像处理器，相机实现图像的拍摄，图像处理器实现对所拍摄图像的快速运算处理，并将所处理的数据通过图像分析系统的显示屏显示。该结构简单便携，其主要用于测量铣床刀具的半径、圆弧R值，径向跳动值和端面跳动值等重要参数，测量数值精度高，而且能够实现一次性在线检测所有参数值，还能够实现刀具的自动对刀。
[0021]2、所采用的相机为面阵式高分辨率工业相机，实现较大视场，较高分辨率的检测；相机与光源可以随着滑动块滑动而移动，采用光栅尺测量距离，通过相机二次成像，实现相机视场以外的视场检测。
[0022]3、本实用新型还设有机外检测刀架，该机外检测刀架包括刀架底座和与刀架底座刀架垂直的安装座。刀架安装座上设有导轨，导轨上安装刀具安装座；刀具安装座所安装的刀具与刀架安装座垂直。设置机外检测刀架，实现机外检测或预调刀具的功能，满足某些机床不能在线检测的要求，使得本实用新型不仅能在线检测或预调刀具，而且能在机外检测，通用性强。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型便携式CNC铣床刀具检测仪在线检测状态时的结构示意图。
[0024]图2为本实用新型便携式CNC铣床刀具检测仪图像分析系统的结构示意图。
[0025]图3为本实用新型便携式CNC铣床刀具检测仪图像传感板驱动芯片结构图。
[0026]图4为本实用新型便携式CNC铣床刀具检测仪机外检测状态时的结构示意图。
[0027]底座——I安装座——2光源——3
[0028]相机——4铣床刀具——5图像处理器——61
[0029]图像传感板——62显示屏——63光栅尺——7
[0030]刀架安装座——9刀架底座——8刀具安装座——10
[0031]第一导轨——11第二导轨——12
【具体实施方式】
[0032]下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本实用新型的实质性特点作进一步的说明。
[0033]实施事例1:如图1至图3所示，本实用新型便携式CNC铣床刀具检测仪，其包括支架装置、刀具成像系统以及图像分析系统。支架装置可以安装在CNC铣床的工作台上，铣床刀具5的近处，支架装置可以纵向移动；刀具成像系统安装在支架装置上可以横向移动，可以动态拍摄铣床刀具5的成像；图像分析系统固定在支架装置上，连接刀具成像系统，并将铣床刀具5的成像转换为铣床刀具5的参数；图像分析系统包括依次连接的图像传感板62、图像处理器61以及显示屏63 ;所述图像传感板62接收刀具成像系统的图像信息，图像处理器61根据图像信息进行分析处理，通过显示屏63获得检测人员可以识别的铣床刀具5的参数。
[0034]底面可以与CNC铣床工作台接触的长方形的底座I ;设置在底座I上方安装刀具成像系统的长条形的安装座2 ;底座I和安装座2之间设置的可供刀具成像系统横向移动的第一导轨11和第二导轨12。本优选实施例中的检测仪面向检测人员，第一导轨11和第二导轨12位于底座I的左段；安装座2两端的下表面设有与第一导轨11和第二导轨12连接的滑动块，安装座2通过滑动块可以沿着第一导轨11和第二导轨12滑动；安装座2的上表面设有与安装座2垂直的侧板和与安装座2平行的支撑板，侧板位于安装座2靠近第一导轨11的一端，支撑板位于安装座2靠近和第二导轨12的一端。
[0035]底座I上还设有安装座挡板，安装座挡板位于底座I纵向方向的两侧，安装座挡板上设有第一螺杆通孔；安装座2在厚度方向设有I个第二螺杆通孔，第二螺杆通孔位于第一导轨11和第二导轨12之间，第二螺杆通孔与第一螺杆通孔同轴。第一螺杆通孔与第二螺杆通孔通过螺杆连接，安装座2滑动到底座I的最外边时，安装座挡板限制安装座2继续往外滑动，安装座2滑板起防止安装座2脱轨的作用。
[0036]刀具成像系统包括照明刀具的光源3以及拍摄刀具的相机4 ;光源3安装在安装座2上的侧板，光源3可以随着安装座2横向移动；相机4安装在支撑板上，相机4的输出接口与位于底座I右端的图像分析系统连接。位于光源3与相机4之间，光源3的照明使得在相机4拍摄所成的像更清晰。所采用的光源3为冷光源3，光源3主要用于照明；相机4上的镜头为高分辨率工业相机镜头，相机4为面阵式高分辨率工业相机，可获得10-20MM的视场。铣床刀具5位于光源3与相机4之间，光源3的照明使得铣床刀具5在相机4拍摄所成的像更清晰。
[0037]支架装置的底座I与安装座2之间设有用于测量光源3与相机4移动距离的光栅尺7，光栅尺7的长度方向与第一导轨11和第二导轨12的走向一致。
[0038]图像分析系统还包括与图像处理器61连接的用于存储分析成像信息数据的同步动态随机存储器、控制分析成像信息流程的可编程逻辑器。根据图像传感板62的成像信息，图像处理器61通过可编程逻辑器的控制信息进行分析处理，图像处理器61读取同步动态随机存储器的分析成像信息数据通过显示屏63显示。
[0039]图像处理器61为数字信号处理器，是一种新型高性能DSP，其核心芯片为图像高速处理芯片TMS320DM642。可编程逻辑器能够为客户提