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快反镜辅助的回转刀具磨损状态在机检测技术研究

胡家皓 闵峻英 李永记 郝沛时 林建平

胡家皓, 闵峻英, 李永记, 郝沛时, 林建平. 快反镜辅助的回转刀具磨损状态在机检测技术研究[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(10): 1536-1540. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200246
引用本文: 胡家皓, 闵峻英, 李永记, 郝沛时, 林建平. 快反镜辅助的回转刀具磨损状态在机检测技术研究[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(10): 1536-1540. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200246
HU Jiahao, MIN Junying, LI Yongji, HAO Peishi, LIN Jianping. Fast Steering Mirror Assisted On-machine Detection Technique of Wear Condition of Rotary Tool[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(10): 1536-1540. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200246
Citation: HU Jiahao, MIN Junying, LI Yongji, HAO Peishi, LIN Jianping. Fast Steering Mirror Assisted On-machine Detection Technique of Wear Condition of Rotary Tool[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(10): 1536-1540. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200246

快反镜辅助的回转刀具磨损状态在机检测技术研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200246
详细信息
    作者简介:

    胡家皓(1996-), 硕士研究生, 研究方向为汽车轻量化, 15950536266@163.com

    通讯作者:

    闵峻英, 教授, 博士生导师, junying.min@tongji.edu.cn

  • 中图分类号: TG71; TP277

Fast Steering Mirror Assisted On-machine Detection Technique of Wear Condition of Rotary Tool

  • 摘要: 在机检测技术可实现刀具在工作状态下的实时检测,有助于及时发现刀具质量问题,并提高检测效率。基于机器视觉技术,本文将快反镜用于辅助工业相机直接拍摄旋转状态下的刀具图像;建立了图像采集系统,研究了快反镜偏转关系模型,并在此基础上开发快反镜控制程序;在获取刀具图像后,基于OpenCV库进行图像处理,获取刀具磨损面积值;将该检测系统应用于工业机器人铣削实验平台上,实验结果验证了该技术的有效性。
  • 图  1  系统方案原理图

    图  2  图像采集模块控制逻辑

    图  3  快反镜偏转的几何关系图

    图  4  快反镜偏转控制程序流程图

    图  5  相机曝光信号和快反镜偏转信号

    图  6  AoI提取前后刀具图像

    图  7  二值化处理前后的图像

    图  8  实验现场及图像采集模块的局部视图

    图  9  动态铣刀图像

    表  1  图像采集模块的硬件选型

    名称 属性及作用
    计算机 2 GB以上内存, 配有PCI扩展槽和USB接口
    PCI-8554板卡 同时输出软件及硬件触发信号
    PCI-6308V模拟输出卡 接收软件触发信号, 输出模拟电压
    E-500.00压电控制器 放大模拟电压, 用于驱动压电陶瓷偏摆台
    S-330.2SL压电陶瓷偏摆台 输入电压-20~120 V, 分辨率为0.05 μrad, 用于实现快反镜反射镜面的偏转
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    表  2  刀具磨损状态检测结果

    刀具状态 快反镜 磨损区域像素个数 磨损区域面积/mm2
    静止 - 260 0.375
    旋转(n=600 r/min) 无快反镜 图像模糊, 无法计算 无法计算
    旋转(n=600 r/min) 有快反镜 278 0.401
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2020-04-26
  • 刊出日期:  2021-10-01

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