刀具刃口磨损量计算及在机检测相关技术研究

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究目的及意义

1.2相关领域国内外研究现状

1.2.1基于图像技术的刀具磨损检测研究现状

1.2.2三维测量技术研究现状

1.2.3开放式数控系统研究现状

1.3课题来源及主要研究内容

1.3.1课题来源

1.3.2本文研究的主要内容

第2章 刀具磨损机理分析及在机检测系统设计

2.1刀具磨损机理分析

2.1.1刀具的主要磨损形式

2.1.2刀具磨损过程及磨钝标准

2.1.3铣削过程中刀具磨损的特点

2.2检测系统硬件方案的设计

2.2.1硬件方案确定

2.2.2硬件部分与数控加工中心的集成

2.3检测系统软件方案的设计

2.3.1软件方案设计概述

2.3.2刀具刃口轮廓数据采集模块设计

2.3.3数据处理及磨损量计算模块设计

2.3.4工控机-机床通讯模块设计

2.4本章小结

第3章 立铣刀侧刃刃口数据在机采集方法及实现

3.1立铣刀侧刃刃口磨损在机检测系统结构及原理

3.2立铣刀侧刃刃口形貌数据采集方法

3.2.1基于线结构光的三维相机动态采集原理

3.2.2相机校准与曝光值调节

3.2.3基于线结构光三维相机的刀具刃口轮廓数据采集

3.3立铣刀侧刃刃口轮廓数据在机动态采集

3.3.1刀具刃口数据在机采集路径规划

3.3.2刀具刃口数据在机采集定位与控制

3.3.3信号采集与控制程序验证

3.4本章小结

第4章 刀具刃口轮廓数据处理与磨损量计算方法

4.1刀具刃口轮廓数据预处理

4.1.1刀具刃口轮廓数据特征

4.1.2移动最小二乘法

4.1.3刀具刃口轮廓数据平滑处理

4.2基于曲率的离散点聚类分析及磨损量计算坐标系建立

4.2.1基于差分曲率法的离散点曲率估算

4.2.2基于K近邻算法离散点聚类

4.2.3刀具刃口磨损量计算的坐标系建立

4.3刀具刃口磨损量计算方法

4.3.1钝圆半径计算方法

4.3.2 VB值计算方法

4.3.3磨损体积计算方法

4.4算法验证及结果分析

4.5本章小结

第5章 刀具刃口磨损在机检测系统实现与测试分析

5.1刀具刃口磨损在机检测系统实现

5.1.1基于SERCOS通讯协议的开放式数控系统

5.1.2刀具刃口磨损在机检测进程实现

5.2刀具刃口磨损在机检测系统的实验测试

5.2.1实验设备搭建

5.2.2刀具刃口磨损在机检测系统现场测试

5.3测试系统误差分析

5.3.1系统误差来源

5.3.2提高系统精度方法

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及其他成果

致谢