基于机器视觉的刀具磨损检测技术

针对当前国内外刀具磨损检测的缺点和存在的问题,设计了基于机器视觉的刀具磨损检测方案,分析了刀具磨损检测的原理和识别过程,并结合图像处理的方法,采用自适应中值滤波对刀具图像进行平滑去噪,进一步得到刀具的二值化图像,再采用Canny边缘检测技术提取刀具轮廓信息.最后提出基于人工神经网络的刀具磨损检测算法.     

采用切削刃重构的刀具磨损视觉检测方法

针对目前难以在复杂恶劣的油污粉尘环境中实现对刀具图像的高质量采集和刀具磨损视觉特征的高精检测,对磨损缺失刀刃这一类最为典型且危害最大的刀具磨损开展研究,提出一种采用切削刃重构的刀具磨损视觉检测方法。首先,在数控机床加工台一侧搭建集成了一套具有镜头保护与清洁功能的图像采集装置,用于在机定期自动采集刀具磨损图像;然后,将采集的图像经以太网传输至计算机图像处理系统,利用设计的切削刃重构法对刀具磨损缺失区域进行切削刃重构,以此得到完整刀具图像,进而利用图像差分,将重构后的刀具图像与磨损刀具图像相减,实现刀具磨损缺失区域的自动识别;最后,基于识别的磨损特征测量刀具磨损的评估指标参数值,并判断是否需要换刀。实验结果表明：所提检测方法具有较大优势,解决了油污粉尘机加环境下刀具磨损图像采集困难的难题和难以从图像中分割识别刀具磨损缺失特征的难题,实现了刀具磨损的视觉高精高效检测;与现有的刀具磨损视觉检测系统以及现有的Canny边缘检测法、自适应阈值法等6种图像分割方法相比,所提方法避免了拆卸刀具进行离线显微镜检测和模板匹配的烦琐过程,可进行在机自动检测,同时平均检测准确率至少提升20%。     

微精密机器视觉感知技术在立铣刀磨损检测中的应用

切削加工过程中容易发生工件损坏、崩刃等事故，从而直接降低生产品质和效率。本文在综合分析刀具磨损检测方法的基础上，提出了一种采用机器视觉感知的刀具磨损检测方法。该技术以铣刀底面图像为研究对象，对铣刀磨损区域进行数据采集提取，利用图象提取器对目标图形数据进行识别，采用SDK的二次开发技术计算刀具的磨损值，判断刀具是否磨损。与传统人工检测和离线仪器检测相比，该技术不仅有效地避免了人工检测带来的主观性和个体差异，还在一定程度上实现了对其刀具运动状态的监测。通过对刀具磨损和失效进行检测，并通过采集的图像对刀具磨损和失效检测进行实验验证，证实方法的有效性。     

切削加工中刀具月牙洼磨损的图像识别和检测算法

通过对硬质合金刀具前刀面月牙洼磨损图像特征的分析，设计了识别和检测磨损的算法，并开发了相关软件。经过实例检验，根据二维特征检测刀具磨损的最大误差在74％之内，可满足一般工程要求。本方法具有自动化程度高、判决速度快等优点，并对刀具磨损三维形态的识别和检测提供了一定的基础。     

数控刀具磨损智能检测及其切削试验研究

在数控机床切削加工过程中,对刀具磨损导致的振动及切削温度的变化特征进行了理论分析,得到刀具的磨损与振动及其切削温度的关系.利用这些关系,设计并研制了基于STC89S52的数控刀具磨损智能检测与报警装置.试验验证表明该装置能够有效地实现对数控刀具磨损情况的在线检测.     

基于CC2430的刀具磨损检测系统

设计了一种以MEMS加速度传感器和无线射频芯片CC2430为核心的刀具磨损检测系统,完成了系统的软硬件设计、制作与系统调试,研制出了试验样机。对刀具磨损监测系统进行了积极的探索,为刀具监测系统研究探索了一种新的思路,丰富和发展了刀具监测技术。     

基于机器视觉的加工刀具磨损量在线测量

针对实际生产中测量刀具磨损需要人工操作、停机检测等问题,开发了一个基于机器视觉的加工刀具磨损测量系统.首先提出基于Laplacian算子边缘信息的Otsu分割算法将图像二值化,再通过基于形态学的Canny算子边缘检测粗定位及图像配准提取清晰的刀具磨损区域.最后,使用基于Zernike矩的亚像素边缘检测方法提高测量精度,并通过主曲线方法拟合亚像素边缘点得到光滑的边缘曲线,实现了刀具磨损量的在线测量.实际加工过程中的刀具磨损测试结果表明,该系统检测自动化程度高、运行速度快、测量精度可以达到微米级,可以有效地应用于工业上对加工刀具磨损的实时监控.     

基于视觉目标特征驱动的刀具磨损检测

为了实现对数控刀具磨损的自动检测,给出了一种新的刀具磨损自动检测方法.首先,对采集图像的刀具磨损区域数目和面积进行分析;然后,以检测目标面积特征的稀少性作为任务因子,驱动刀具磨损区域显著度的提高;最后,利用检测目标数目特征的稀少性,滤除噪声信息.实验结果表明,由于利用检测目标的稀少性,能够实现检测目标与背景信息的分离,从而提高刀具磨损区域分割的准确性,检测准确率达到95%以上.     

一种新型刀具耐磨涂料的研究

本文针对高速钢刀具和普通硬质合金刀具的主要磨损形式,设计了一种新型的刀具耐磨涂料.该涂料主要是从改善刀具的润滑状况,降低切削温度的角度,来延长刀具的使用寿命的.本文从摩擦磨损的角度对该涂料的耐磨机理进行了探讨.     

刀具磨损的在线监测

在自动化加工中,为了保证加工系统工作的可靠性和产品质量,必须实现刀具磨损的在线监测。本文综述了现有的监测刀具磨损的方法,并对利用切削力、噪声发射、振动和电机功率的变化信号监测刀具磨损的方法作了较详细的介绍。     

铣削高强度钛合金TC18的刀具磨损机理

采用无涂层和PVD涂层硬质合金可转位刀具对高强度钛合金TC18进行铣削加工,研究了钛合金TC18铣削加工过程中刀具的磨损形态和磨损机理.结果表明：在相同的加工条件下,采用PVD涂层硬质合金刀具加工TC18钛合金的寿命较长,前刀面主要磨损机理为黏结磨损和扩散磨损等,刀具失效形式为涂层剥落和随之而来的前刀面月牙洼磨损,后刀面除了黏结磨损和扩散磨损以外,还发生了磨粒磨损;无涂层硬质合金刀具的寿命较短,刀具的失效形式为崩刃.     

FMS中刀具寿命可靠性及刀具磨损在线监视的研究

在全自动化生产系统中(如 FMS,CIMS),要求系统具有高度的可靠性,因而对刀具磨损的工况监视,就成为重要问题之一。本文从柔性制造系统的要求出发,阐明了刀具寿命可靠性和刀具磨损在线损监视的必要性,介绍了有关刀具磨损在线辨识的理论与方法,实验证明所提出的刀具磨损状态辨识的方法是适用的。     

刀具磨损图像视差图的非标定方法

刀具磨损检测的视场范围很小、现场工况复杂(存在机床护罩和刀具保持架的遮挡),而以往对摄像机进行标定的方法多用于大视场环境,并不适合于加工现场的刀具磨损检测。为此,文中提出一种采用非标定双目视觉方法获取刀具磨损图像视差图的方法,无需标定参考物和人工干预。首先,利用SURF(speeded-up robust features)算法检测图像对中的特征点;其次,利用8点算法计算基本矩阵,再利用极点无穷远变换完成图像对的校正;最后,利用基本区域匹配方法完成图像对视差的计算。进行了加工现场的磨损刀具图像获取实验,先对比了重构出的刀具视差图轮廓与实际轮廓,接着分析了刀具视差图的精度。结果显示,重构轮廓与实际轮廓基本相符,重构出的视差图的绝对误差在5个像素点以下,相对误差在10%至30%之间,说明在小视场和复杂工况下,用非标定方法获取的刀具视差图能够满足现场检测的精度要求,并且该方法具有灵活和高效的特点。     

基于自适应小波基的刀具磨损检测

通过刀具磨损特征向量的定义和提取,建立了奇异性指数和刀具磨损的对应关系,并利用小波变换对切削力信号进行分析,实现了刀具的磨损检测.     

基于自适应小波基的刀具磨损检测

通过刀具磨损特征向量的定义和提取,建立了奇异性指数和刀具磨损的对应关系,并利用小波变换对切削力信号进行分析,实现了刀具的磨损检测。     

复合地层中盾构机刀具磨损原因分析及更换案例

本文通过对复合地层中盾构机掘进时刀具磨损严重、造成被动停机的经过分析,查找出了刀具磨损的原因,叙述了刀具更换的方法,并总结了其中的经验教训,以便为同行业人员提供参考。     

高速切削刀具磨损研究

随着科学技术的飞速发展,高速切削也得到了更为广泛的应用。本文首先介绍了高速切削刀具的磨损形态,然后阐述了陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具、金属陶瓷刀具和涂层刀具的磨损机理,最后探讨了高速切削加工铸铁、淬硬钢时的磨损寿命。     

加工尺寸变化趋势及刀具寿命研究

为解决在机械加工中由于刀具磨损而产生的机械加工质量下降问题,提出对机械加工尺寸进行分析.在对机械加工尺寸跟踪检测和对检测数据进行建模分析的基础上,对刀具磨损状况及寿命进行估计和预测的方法;将加工质量控制与刀具监控统一起来,为机械加工设备的换刀决策提供了一种新思考方法.     

系统辨识的刀具磨损特征量提取方法

针对刀具磨损智能监控系统中信号预处理和磨损特征提取技术进行研究，提出了基于加工过程自适应模型参数估计的刀具磨损特征量提取方法，通过检测加工状态信号和加工参数，利用切削力模型和最小二乘法实现模型自动跟踪加工过程特性变化，并从估计的模型参数中获取刀具磨损特征量。经实验证明，加工过程切削力模型参数的变化能灵敏地反映刀具磨损特征，且该特征提取不受切削条件变化的影响。     

新型硬质合金刀具磨损机理的研究

本文研究了新型硬质合金刀具粘结磨损、扩散磨损和月牙洼磨损的机理。作者采用扫描电镜观察和分析了不同切削速度下硬质合金刀具的粘结磨损现象;分析了粘结磨损的实质;解释了硬质合金刀具在低速下切削产生严重粘结磨损的原因;探讨了粘结磨损的影响因素。采用电子探针微区分析仪分析了硬质合金刀具的扩散磨损,对刀具材料和工件材料双方元素的相互扩散作了定量分析;提出了高碳化钛添加钽、铌类硬质合金刀具扩散磨损机理的模型并解释了扩散磨损的过程。最后还分析了硬质合金刀具月牙洼磨损的形成机理和影响因素。