砂轮廓形原位检测系统、方法以及砂轮廓形误差补偿方法.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CN108081134A(43)申请公布日2018.05.29(21)申请号201711139393.4(22)申请日2017.11.16(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人许黎明范帆胡一星张哲巢栩嘉范炜程(74)专利代理机构上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31317代理人徐红银(51)Int.Cl.B24B47/25(2006.01)B24B49/12(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称砂轮廓形原位检测系统、方法以及砂轮廓形误差补偿方法(57)摘要本发明提供了一种砂轮廓形原位检测系统、方法以及砂轮廓形误差补偿方法，该系统包括：视觉测量组件、砂轮驱动组件、砂轮修整组件、工作台、床身；所述工作台、砂轮驱动组件、视觉测量组件安装在所述床身上，所述砂轮修整组件安装在所述工作台上，且所述砂轮修整组件在砂轮的加工行程以内；其中：所述视觉测量组件，用于获取砂轮的刀尖轮廓图像；所述砂轮驱动组件，用于驱动砂轮在预设的行程内移动，并驱动砂轮转动；所述砂轮修整组件，用于修整磨削之后的砂轮。本发明避免了砂轮重复安装产生定位误差，消除了主轴精度对砂轮不同周向截面廓形的影响，提高了检测的精度和效率，并提供了砂轮廓形误差补偿方法，以提高砂轮的修整精度和加工精度。CN108081134ACN108081134A权利要求书1/2页1.一种砂轮廓形原位检测系统，其特征在于，包括：视觉测量组件、砂轮驱动组件、砂轮修整组件、工作台、床身；所述工作台、砂轮驱动组件、视觉测量组件安装在所述床身上，所述砂轮修整组件安装在所述工作台上，且所述砂轮修整组件在砂轮的加工行程以内；其中：所述视觉测量组件，用于获取砂轮的刀尖轮廓图像；所述砂轮驱动组件，用于驱动砂轮在预设的行程内移动，并驱动砂轮转动；所述砂轮修整组件，用于修整磨削之后的砂轮。2.根据权利要求1所述的砂轮廓形原位检测系统，其特征在于，所述视觉测量组件包括：相机、远心镜头、平行光源，所述相机和远心镜头安装在所述工作台的上方，所述平行光源通过支架紧固在床身上并位于所述工作台的下方。3.根据权利要求2所述的砂轮廓形原位检测系统，其特征在于，还包括：镜头安装座、转接板、三维调整滑台；所述镜头安装座用于夹持所述相机和远心镜头，且所述相机位于所述远心镜头的上方并与所述远心镜头同轴设置；所述镜头安装座通过所述转接板安装在所述三维调整滑台上；所述三维调整滑台用于在直角坐标系的X轴、Y轴、Z轴方向上调整所述相机和远心镜头的位置，以使所述相机、远心镜头与所述平行光源同轴。4.根据权利要求1-3任一项所述的砂轮廓形原位检测系统，其特征在于，所述砂轮驱动组件包括：伺服电机和驱动电机，所述驱动电机通过电主轴与砂轮连接，所述伺服电机驱动砂轮在直角坐标系的X轴、Y轴、Z轴方向上移动。5.根据权利要求2或3所述的砂轮廓形原位检测系统，其特征在于，所述相机采用CCD相机。6.一种砂轮廓形原位检测方法，其特征在于，应用权利要求1-5中任一项所述的砂轮廓形原位检测系统，所述方法包括：砂轮完成磨削之后，通过砂轮驱动组件驱动砂轮到达砂轮修整组件所在的工位；通过所述砂轮修整组件对所述砂轮进行修整；在所述砂轮修整完成之后，通过砂轮驱动组件将所述砂轮移动至视觉测量组件的检测区域进行砂轮廓形图像采集；对采集到的砂轮廓形图像进行处理，得到砂轮刀尖轮廓图像。7.一种砂轮廓形误差补偿方法，其特征在于，应用权利要求1-5中任一项所述的砂轮廓形原位检测系统，所述方法包括：通过视觉测量组件采集砂轮廓形图像；从所述砂轮廓形图像中提取用于表征砂轮廓形精度的参数，所述参数包括：砂轮刀尖圆弧半径、刀尖圆弧中心、刀尖圆弧对应圆心角以及圆弧圆度误差；在所述圆弧圆度误差大于预设的第一阈值时，对砂轮刀尖圆弧进行分段表征；若所述砂轮刀尖圆弧进行分段表征的分段数大于等于预设上限值时，确定所述砂轮的廓形误差过大，提示所述砂轮需要重新修整。8.根据权利要求7所述的砂轮廓形误差补偿方法，其特征在于，所述对所述砂轮刀尖圆弧半径进行分段表征，包括：获取砂轮刀尖圆弧上各点到所述砂轮刀尖圆弧整体最小二乘拟合圆心的距离，分析各点曲率半径的分布规律；根据所述分布规律和预设分段原则，对所述砂轮刀尖圆弧进行分段。2CN108081134A权利要求书2/2页9.根据权利要求8所述的砂轮廓形误差补偿方法，其特征在于，所预设分段原则为：分段得到的每段圆弧的圆度误差小于或者等于预设的第二阈值。10.一种砂轮廓形误差补偿方法，其特征在于，应用权利要求1-5中任一项所述的砂轮廓形原位检测系统，所述方法包括：根据磨削中不同类型轮廓，设置相应的刀补半径，所述刀补半径用于补偿砂轮