基于机器视觉的积屑瘤在线监测装置.pdf

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1、第6期(总第130期)机械管理开发2012年12月No．6(SUMNo．13o)MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTDec．2012基于机器视觉的积屑瘤在线监测装置饶佳，王中任，秦凯歌，王鹏飞，向庆波(湖北文理学院机械与汽车工程学院，湖北襄阳441053)摘要：现代切削工艺中，-产生积屑瘤对切削过程和加工表面质量的影响不容忽视，时积屑瘤的在线监测显得尤为重要。设计制作了一种基于机器视觉技术的积屑瘤在线监测装置，能够方便地在机获取切削加工中积屑瘤变化的清晰图像。实验结果表明，

2、该装置简便可靠，为于最终实现刀具磨损在线监测提供了手段。关键词：积屑瘤；机器视觉；在线监测；实验装置中图分类号：TG50文献标识码：A文章编号：1003—773X(2012)06—0010—020引言表1实验设备及材料机器视觉技术具有非接触和高效率的特点，近年设备及材料型号及参数来被众多学者用于刀具状态监测的研究n。积屑瘤工业相机FFMV-03MTC迈特镜头MZDM0745是金属切削中的一种重要现象，在用中低切削速度切数据线l394削塑性金属时都会产生，对于切削过程和工件质量都计算机PC机，CPU2．4G

3、Hz，1G内存硬质合金刀具YT15，90。左偏刀有重要影响；尤其在精密和微细条件下，刀具表面积屑加工工件2的45钢棒料瘤对于切削过程和加工表面质量的影响不容忽视。所车床CW6163B以及时准确地监测积屑瘤，对于现代加工工艺来说显2实验装置的选取及结构分析得尤为重要。很多文献采用扫描电镜和光学显微镜采用Cw6163B普通车床装夹组合工件，主轴旋研究了积屑瘤对刀具寿命和加工表面质量的影响，但转，刀具进行直角自由切削。利用机器视觉对所选刀这些方法只适合离线监测。因此，采用机器视觉技具进行图像采集，实现在线监测目

4、的。术研究积屑瘤问题很有意义1。本文设计和制作了一1)工业相机的选择。选用加拿大灰点FFMV一套基于机器视觉的积屑瘤在线监测装置，通过图像的03MTC相机，在分辨率为640x480时帧率可达64fDs．采集和分析，实现了积屑瘤面积的在机测量，为最终实由于监测目的仅为获得积屑瘤的面积大小变化规律，现积屑瘤的在线监控提供手段。而不是精密测量，因此3O万像素是合适的；64fps帧率1实验装置的组成结构适合在机乃至在线的监测需要。本视觉系统是用装在机床上的摄像机，拍摄刀具2)摄像机镜头的选取。选用镜头为迈特MZD

5、MO磨损区图像，以实现对刀具表面积屑瘤的在线监测。745，属于连续变倍单筒显微镜，工作距离为90mm，其图1为积屑瘤监测装置的总体简图。采用光纤光源8拍摄范围可以满足车刀前刀面的成像需要，在变倍过对车刀前刀面进行打光，由摄像头7拍摄，经数据线传程中可以保持清晰成像。输给装有采集卡的计算机6，完成图像的采集表1为；3)光源的选取。光源采用经过红色光纤束光源，在装有matlab的计算机上对图像进行处理，得到积屑方便调节，并可提供高稳定的光源输出，突出照亮刀具瘤的面积大小变化实验结果。本身，与背景形成鲜明对比，

6、保证图像的高质量。实验设备及所用材料，见表1。图2摄像机安装调节装置1-CW6163B普通车床；2一车刀；3-溜板箱；4一导轨；5一摄像机支架；6一计4)摄像机安装调节机构。摄像机镜头安装在减算机；7一摄像头；8-光纤光源震支架上的万向节联轴器从动叉上，见如图2，既可通图1积屑瘤监测装置示意图收稿日期：2012—05—3l；修回日期：2012—07—21基金项目：湖北文理学院大学生科研项目(2011DXS020)；湖北省教育厅优秀中青年人才项目(Q2O1126O9)作者简介：饶佳(1990-)，男，湖北安

7、陆人，在读本科学生，研究方向：机器视觉：先进制造技术及计算机应用。指导老师：王~f(1974一)，男，湖北黄梅人，副教授，博士，主要研究方向：机器视觉，先进制造技术及计算机应用。E-mail：xfu—wangzho“gren@126，m·l0·