采用切削刃重构的刀具磨损视觉检测方法

作     者：叶祖坤 周军 秦超峰 林剑波 张诗怡 潘一 王禹林 YE Zukun;ZHOU Jun;QIN Chaofeng;LIN Jianbo;ZHANG Shiyi;PAN Yi;WANG Yulin

作者机构：中国船舶集团有限公司第七〇五研究所昆明分部昆明650106 南京理工大学机械工程学院南京210094 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52075267) 国家重点研发计划资助项目(2018YFB2002205) 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2022年第56卷第11期

页      码：11-20页

摘      要：针对目前难以在复杂恶劣的油污粉尘环境中实现对刀具图像的高质量采集和刀具磨损视觉特征的高精检测,对磨损缺失刀刃这一类最为典型且危害最大的刀具磨损开展研究,提出一种采用切削刃重构的刀具磨损视觉检测方法。首先,在数控机床加工台一侧搭建集成了一套具有镜头保护与清洁功能的图像采集装置,用于在机定期自动采集刀具磨损图像;然后,将采集的图像经以太网传输至计算机图像处理系统,利用设计的切削刃重构法对刀具磨损缺失区域进行切削刃重构,以此得到完整刀具图像,进而利用图像差分,将重构后的刀具图像与磨损刀具图像相减,实现刀具磨损缺失区域的自动识别;最后,基于识别的磨损特征测量刀具磨损的评估指标参数值,并判断是否需要换刀。实验结果表明:所提检测方法具有较大优势,解决了油污粉尘机加环境下刀具磨损图像采集困难的难题和难以从图像中分割识别刀具磨损缺失特征的难题,实现了刀具磨损的视觉高精高效检测;与现有的刀具磨损视觉检测系统以及现有的Canny边缘检测法、自适应阈值法等6种图像分割方法相比,所提方法避免了拆卸刀具进行离线显微镜检测和模板匹配的烦琐过程,可进行在机自动检测,同时平均检测准确率至少提升20%。

主 题 词：刀具磨损 视觉检测 图像分割 切削刃重构 自动识别 

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 081104[081104] 08[工学] 0835[0835] 0811[工学-水利类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.7652/xjtuxb202211002

馆 藏 号：203113921...