刀具測量系統的製作方法

2023-07-18 06:47:21 2

專利名稱：刀具測量系統的製作方法
技術領域：
刀具測量系統技術領域[0001]本實用新型涉及機械加工領域，具體來說，涉及一種刀具測量系統。
背景技術：
[0002]刀具是數控工具機用來加工精密零件的工具，因此，只有刀具自身精度達到了要求，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，對所採用的刀具自身精度同樣提出更高要求。[0003]相關的應用於刀具形狀公差、位置公差、直徑的測量技術，大多由人工採用機械或是電子遊標卡尺進行抽檢測量，這種人工測量方法的效率較低。實用新型內容[0004]本實用新型旨在提供一種刀具測量系統，以解決上述的問題。[0005]在本實用新型的實施例中，提供了一種刀具測量系統，包括:底板、刀具測量裝置、機械手和容器，刀具測量裝置設置在底板上，其包括:夾具，安裝在底板上的設定位置，用於夾持刀具至設定位置；安裝座，安裝在臺階上的設定位置；數位相機，安裝在安裝座上，並對準設定位置；容器安放在底板上，位於機械手與刀具測量裝置之間，用於盛放刀具；機械手，用於從容器中拾取刀具給夾具；控制器，電連接刀具測量裝置和機械手。[0006]該刀具測量系統因為採用數位相機和夾持機構進行非接觸自動測量，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。


[0007]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:[0008]圖1示出了根據本實用新型實施例的刀具測量系統的立體圖；[0009]圖2示出了根據本實用新型優選實施例的刀具測量系統的立體圖。
具體實施方式
[0010]下面將參考附圖並結合實施例，來詳細說明本實用新型。[0011]圖1示出了根據本實用新型實施例的刀具測量系統的立體圖；圖2示出了根據本實用新型優選實施例的刀具測量系統的立體圖。[0012]如圖所示,該刀具測量系統包括:[0013]底板51、刀具測量裝置30、機械手40和容器50，刀具測量裝置30設置在底板51上，其包括:夾具，安裝在底板51上的設定位置，用於夾持刀具至設定位置；[0014]安裝座(18、19、21、23、37)，安裝在臺階上的設定位置；[0015]數位相機(16、24)，安裝在安裝座(18、19、21、23、37)上，並對準設定位置；[0016]容器50安放在底板51上，位於機械手40與刀具測量裝置30之間，用於盛放刀亙.N 9[0017]機械手40，用於從容器50中拾取刀具給夾具30 ；[0018]控制器，電連接刀具測量裝置30和機械手40。[0019]該刀具測量系統因為採用數位相機和夾持機構進行非接觸自動測量，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。[0020]優選地，機械手40包括:連接在一起的直線軸(41、42、43)、旋轉缸44和夾鉗45。該夾鉗可以是平行二指夾鉗。該旋轉缸可以是氣動旋轉缸，可做正反90度旋轉動作。[0021]優選地，直線軸(41、42、43)包括X方向直線軸42、Y方向直線軸41和Z方向直線軸43，X方向直線軸42的一端部朝向設定位置，旋轉缸44安裝在端部，夾鉗45安裝在旋轉缸44上。[0022]優選地，容器50包括:待檢料盤53，用於盛放待檢的刀具；空料盤54，用於盛放合格的刀具；廢料盤52，用於盛放不合格的刀具。[0023]優選地，夾具包括:旋轉軸34，安裝在底板51上；夾頭14，用於夾持刀具，其安裝在旋轉軸34上。[0024]優選地，安裝座(18、19、21、23、37)包括:背景板18，安裝在臺階上，設置在鏡頭16的相對側；連接板23，數位相機(16、24)包括機身24和鏡頭16，機身24安裝在連接板23上；移動調節機構(19、21、37 )，連接板23通過移動調節機構(19、21、37 )安裝到臺階上。[0025]優選地，移動調節機構(19、21、37)包括:X軸19，水平地安裝在臺階的上表面上；Z軸安裝座21，豎直地設置在X軸19上；Z軸37，安裝在Z軸安裝座21上，連接板23安裝在Z軸37上。[0026]優選地，X軸和Z軸為手動裝置，夾頭14為氣動裝置。[0027]優選地，刀具測量系統還包括:電控櫃1，用於安裝控制器。[0028]優選地，控制器包括:第一模塊，用於使機械手40從待檢料盤53中取出刀具，並將其插入旋轉軸34上處於鬆開狀態的夾頭14上；第二模塊，用於使旋轉軸34通氣，以使得夾頭14將刀具夾緊；第三模塊，用於使旋轉軸34勻速運動；第四模塊，用於使數位相機(16、24)按照設定的拍攝頻率給刀具拍攝不同角度上的加工特徵；第五模塊，用於對所拍攝的圖像進行圖像處理，並與理論刀具設計圖形上的形位公差進行對比，從而得到相應各刀具特徵上的實際形位公差數據，並判斷刀具是否合格；第六模塊，用於使旋轉軸34停止轉動；第七模塊，用於使夾頭14鬆開；第八模塊，用於如果測量結果合格，則使機械手40將刀具放置在空料盤54中，如果測量結果不合格，則使機械手40將刀具放置到廢料盤52中。[0029]圖2中的54為大理石臺面。[0030]刀具測量前，由控制器控制機械手從待檢料盤中取出一把刀具，並將其插入旋轉軸上處於鬆開狀態的夾頭上。放到位置後，給旋轉軸通氣，以使得夾頭將刀具夾緊。刀具一旦被夾頭夾緊，旋轉軸則開始進行勻速運動，同時數位相機開始按照設定的拍攝頻率給刀具拍攝不同角度上的加工特徵，拍攝過程中給拍攝區域打等光，且為了得到更高質量的圖像效果，刀具正下方放置了一塊背景板，避免因燈光反射效應而影響最終圖像質量，所拍攝的圖像通過機身上的數據線實時傳遞迴控制器，進行圖像處理，並與理論刀具設計圖形上的形位公差進行對比，從而得到相應各刀具特徵上的實際形位公差數據。[0031]一旦前一把刀具拍攝檢測完畢，則旋轉軸停止轉動。隨後，夾頭鬆開，機械手上的平行二指夾鉗重新夾住刀具。如果測量結果合格，則機械手將該刀具放置在放置合格刀具的料盤上。而如果測量結果不合格，則機械手將該刀具放置到廢料盤中。放置好後，機械手將回到最開始的運動位置，夾持下一把刀具，所有動作將進入下一個動作循環中。[0032]刀具測量前，調節數位相機相對被測量刀具的位置關係，本實施例是通過手動Z軸和手動X軸來實現的。數位相機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X軸上。通過手動Z軸調節數位相機相對被測刀具的高度是否符合測量要求，而通過手動X軸調節數位相機拍攝區域是否位於被測刀具的中心位置。通過測試，判定調節是否滿足要求，滿足要求後，則可通過手動Z軸和手動X軸上的緊定螺釘將各自位置狀態固定好。通過這種方式，可便於獲取最佳的測量圖像等相關信息，便於得到更高的測量精度。整個取放刀具、檢測刀具、分揀刀具的過程為全自動化過程，避免人工幹預，在提高測量精度的同時，全面提高了刀具檢測效率，為現代化大規模生產提供可靠的刀具加工精度質量控制綜合解決方案。[0033]在相關技術中，由於刀具的批量生產中，同一規格單批次數量大，而刀具規格很多，僅通過人工抽檢方式，難免會出現因實際超差不符合要求的刀具未被檢測出來，最終當作合格品流入市場，導致後端使用刀具時出現嚴重質量問題，但此時發現已為時已晚；刀具表面及所加工的特徵精度高，表面光潔度要求也高，傳統方法需要將測量工具與刀具表面接觸，對刀具特徵表面會有一定損傷，從而影響刀具自身精度；刀具上的特徵多具有較為複雜的曲面形貌，相關技術難以測量複雜曲面的形貌特徵。[0034]本實用新型公開的非接觸式刀具測量系統，解決了以往刀具測量方法中存在的效率低、接觸式測量過程導致對刀具自身精度造成影響、表面複雜曲面特徵難以有效測量、抽檢難以全面檢測刀具精度等技術問題，該刀具測量系統具有測量精度高、測量效果高、測量功能強大(刀具形貌特徵全方位測量、形位公差和直徑測量)、外形尺寸小、成本低等特點，為精密刀具形位公差和直徑的測量提供了綜合優化解決方案。[0035]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種刀具測量系統，其特徵在於，包括:底板(51)、刀具測量裝置(30)、機械手(40)和容器(50)，所述刀具測量裝置(30)設置在所述底板(51)上，其包括: 夾具，安裝在所述底板(51)上的設定位置，用於夾持刀具至所述設定位置； 安裝座(18、19、21、23、37)，安裝在臺階上的所述設定位置； 數位相機(16、24)，安裝在所述安裝座(18、19、21、23、37)上，並對準所述設定位置； 所述容器(50)安放在所述底板(51)上，位於所述機械手(40)與所述刀具測量裝置(30)之間，用於盛放刀具； 所述機械手(40)，用於從所述容器(50)中拾取刀具給所述夾具(30)； 控制器，電連接所述刀具測量裝置(30)和所述機械手(40)。
2.根據權利要求1所述的刀具測量系統，其特徵在於，所述機械手(40)包括:連接在一起的直線軸(41、42、43)、旋轉缸(44)和夾鉗(45)。
3.根據權利要求2所述的刀具測量系統，其特徵在於，所述直線軸(41、42、43)包括X方向直線軸(42)、Y方向直線軸(41)和Z方向直線軸(43)，所述X方向直線軸(42)的一端部朝向所述設定位置，所述旋轉缸(44)安裝在所述端部，所述夾鉗(45)安裝在所述旋轉缸(44)上。
4.根據權利要求3所述的刀具測量系統，其特徵在於，所述容器(50)包括: 待檢料盤(53)，用於盛放待 檢的刀具； 空料盤(54)，用於盛放合格的刀具； 廢料盤(52)，用於盛放不合格的刀具。
5.根據權利要求4所述的刀具測量系統，其特徵在於，所述夾具包括: 旋轉軸(34)，安裝在所述底板(51)上； 夾頭(14)，用於夾持刀具，其安裝在所述旋轉軸(34)上。
6.根據權利要求1所述的刀具測量系統，其特徵在於，所述安裝座(18、19、21、23、37)包括: 背景板(18)，安裝在臺階上，設置在所述鏡頭(16)的相對側； 連接板(23)，所述數位相機(16、24)包括機身(24)和鏡頭(16)，所述機身(24)安裝在所述連接板(23)上； 移動調節機構(19、21、37)，所述連接板(23)通過所述移動調節機構(19、21、37)安裝到臺階上。
7.根據權利要求6所述的刀具測量系統，其特徵在於，所述移動調節機構(19、21、37)包括: X軸(19)，水平地安裝在臺階的上表面上； Z軸安裝座(21)，豎直地設置在所述X軸(19)上； Z軸(37 )，安裝在所述Z軸安裝座(21)上，所述連接板(23 )安裝在所述Z軸(37 )上。
8.根據權利要求7所述的刀具測量系統，其特徵在於，所述X軸和所述Z軸為手動裝置，所述夾頭(14)為氣動裝置。
9.根據權利要求8所述的刀具測量系統，其特徵在於，還包括:電控櫃(1)，用於安裝所述控制器。
10.根據權利要求9所述的刀具測量系統，其特徵在於，所述控制器包括:第一模塊，用於使所述機械手(40)從所述待檢料盤(53)中取出刀具，並將其插入所述旋轉軸(34)上處於鬆開狀態的夾頭(14)上； 第二模塊，用於使所述旋轉軸(34)通氣，以使得所述夾頭(14)將所述刀具夾緊； 第三模塊，用於使所述旋轉軸(34)勻速運動； 第四模塊，用於使所述數位相機(16、24)按照設定的拍攝頻率給刀具拍攝不同角度上的加工特徵； 第五模塊，用於對所拍攝的圖像進行圖像處理，並與理論刀具設計圖形上的形位公差進行對比，從而得到相應各刀具特徵上的實際形位公差數據，並判斷刀具是否合格； 第六模塊，用於使所述旋轉軸(34)停止轉動； 第七模塊，用於使所述夾頭(14)鬆開； 第八模塊，用於如果測量結果合格，則使所述機械手(40)將刀具放置在所述空料盤(54)中，如果測量結果不合格，則使 所述機械手(40)將刀具放置到所述廢料盤(52)中。
專利摘要本實用新型提供了一種刀具測量系統，包括底板、刀具測量裝置、機械手和容器，刀具測量裝置設置在底板上，其包括夾具，安裝在底板上的設定位置，用於夾持刀具至設定位置；安裝座，安裝在臺階上的設定位置；數位相機，安裝在安裝座上，並對準設定位置；容器安放在底板上，位於機械手與刀具測量裝置之間，用於盛放刀具；機械手，用於從容器中拾取刀具給夾具；控制器，電連接刀具測量裝置和機械手。該刀具測量系統因為採用數位相機和夾持機構進行非接觸自動測量，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G01B11/08GK202974186SQ20122061673
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者趙春花 申請人:崑山允可精密工業技術有限公司