基于机器视觉的砂轮修整方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110815048A(43)申请公布日2020.02.21(21)申请号201911007533.1(22)申请日2019.10.22(71)申请人郑州磨料磨具磨削研究所有限公司地址450000河南省郑州市高新区梧桐街121号(72)发明人王帅赵延军李彬李世华刘天立(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119代理人崔旭东(51)Int.Cl.B24B53/12(2006.01)B24B49/12(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称基于机器视觉的砂轮修整方法及装置(57)摘要本发明涉及一种基于机器视觉的砂轮修整方法及装置，该砂轮的修整方法通过采集砂轮旋转时多幅原始轮廓图像，将所有原始轮廓图像叠加在一起，找出表示砂轮最外侧的像素边缘点，通过对像素边缘点的分析找出相应的修整量使砂轮工作层的平均出刃高度最大，出刃高度离散度最小；减小出刃高度离散度，使单位时间内同时参与磨削的磨料数量增加，提高平均出刃高度以保证砂轮工作层的容屑空间，使得修整后的砂轮具有更好的磨削效果，可用于精密磨削，有助于提高修整后的砂轮磨削性能的稳定性。CN110815048ACN110815048A权利要求书1/2页1.一种基于机器视觉的砂轮修整方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采集砂轮旋转时的至少两幅原始轮廓图像；对各幅原始轮廓图像进行灰度处理并叠加，并提取得到表示砂轮最外侧的像素边缘点得到最外侧轮廓线；2)根据所述像素边缘点的曲率变化对最外侧轮廓线进行分割，得到N条基础线段，基础线段为直线段和/或圆弧段；3)若基础线段包括直线段，则对各直线段中像素边缘点进行直线拟合，计算像素边缘点与对应拟合直线在修整方向上距离为a的平行线之间的平均出刃高度和方差，a为沿修整方向的直线进给量，若进给f次时取得的平均出刃高度最大和方差最小，则修整量为fa；若基础线段包括圆弧段，则对各圆弧段中像素边缘点段进行圆拟合，计算像素边缘点与对应拟合圆弧圆心在修整方向上距离为b的点之间的平均出刃高度和方差，b为沿修整方向的圆进给量，若进给f次时取得的平均出刃高度最大和方差最小，则修整量为fb；其中，所述修整方向为砂轮的径向方向；4)当像素边缘点仅分割为直线段时，取所有拟合直线的修整量中的极大值作为最终修整量对砂轮工作层进行修整；当像素边缘点仅分割为圆弧段时，取所有拟合圆弧的修整量中的极大值作为最终修整量对砂轮工作层进行修整；当像素边缘点分割为直线段和圆弧段时，取所有拟合直线的修整量和所有拟合圆弧的修整量中的极大值作为最终修整量对砂轮工作层进行修整。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的砂轮修整方法，其特征在于，步骤1)中对各幅原始轮廓图像进行叠加，并提取得到表示砂轮最外侧的像素边缘点的具体过程为：1)对各幅原始轮廓图像进行灰度化处理，得到每个像素的灰度值，逐个选取所有图像中表示砂轮同圆周上最外侧像素点组成叠加后的灰度图；2)以灰度图的左下角的像素点为坐标原点建立坐标系，其中X正方向水平向右，根据Matlab中集成的Canny算子提取各灰度图的像素边缘点。3.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的砂轮修整方法，其特征在于，任一拟合直线的平行线记为Ax+By+C＝0，每条平行线所对应的修整后残余的像素边缘点的点集记为E(xn,yn)，n表示像素边缘点，像素边缘点与对应平行线之间的平均出刃高度为：其中，dL1n为像素边缘点n与平行线之间的距离：像素边缘点与平行线之间的方差为：4.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的砂轮修整方法，其特征在于，任一拟合圆弧圆心沿修整方向平移后的点记为UR1(xR1,yR1)，拟合圆弧半径为r1，每次平移后所对应的修整后残余的像素边缘点的点集记为F(xm,ym)，n表示像素边缘点，像素边缘点与平移后的点之间的平均出刃高度为：2CN110815048A权利要求书2/2页其中，dR1m为像素边缘点m与平移后的点之间的距离：若dR1m<0，则dR1m＝0；像素边缘点与平移后的点之间的方差为：5.一种基于机器视觉的砂轮修整装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述的基于机器视觉的砂轮修整方法。3CN110815048A说明书1/8页基于机器视觉的砂轮修整方法及装置技术领域[0001]本发明涉及基于机器视觉的砂轮修整方法及装置。背景技术[0002]砂轮常用于磨削物品，如电镀砂轮、陶瓷、树脂、金属砂轮等，电镀砂轮通常是指用电镀的方法将单层磨粒与基质金属共同沉积在钢质基体上，从而制造出砂轮工作层。相比于树脂、陶瓷以及烧结金属结合剂等超硬材料砂轮，电镀砂轮具有结合剂对