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刀具质量保证的第一步BT560E刀具检测仪介绍
2014年11月21日 08:10 全球数控刀具网
  BT560系列刀具检测仪通常用在刀具制造厂,刀具修磨中心和刀具采购检验部门,可高效精密地检测各类刀具的几何要素及其精度,而这些要素通常是关系到刀具切削性能的重要因素,其精度标准被汽车行业普遍接受。  一、检测原理  BT-560刀具检测仪从测量原理上可分为像素测量和光栅测量两种。像素测量是以图像(某一瞬间的影像)的显示像素作为测量和运算的依据,所以在放大倍数不同的情况下,单位长度(如0.002mm)所占据的像素是不同的,所以需要为不同的放大倍数进行标定(测定单位长度所占像素的个数)。这种测量方法操作灵活方便,但只能在单一视场中测量,测量范围较小,其测量精度受显示分辨率和标定精度影响,适合测量精度要求不高的场合。  光栅测量是以相机的位置(X轴和Z轴)坐标和刀具旋转轴(B轴)角度作为测量的依据。其中一种方法是:将十字线的竖直线段(或水平线段)和刀具的轮廓边缘重合,此时将相应的光栅读数清零,转动手轮移动相应的直线轴,使直线段和刀具轮廓另一边缘重合,此时光栅显示的数值即为直线尺寸。另一种方法是:以十字线的中心点作为鼠标点,在刀具图像上采集关键点进行绘图,以到达测量的目的。注意,此时显示窗口移动的是刀具图像而不是十字光标,而计算的依据不是像素而是光栅坐标显示值。该测量方法测量精度高,因为无需标定,测量结果和显示分辨率没有关系;光栅测量范围大,不受单一视场限制,而是导轨运动所能观测到的范围;通过该方式绘制的几何线段和圆弧,会随图像的移动而贴着图像移动,适合测量图像超出视场的大刀具。  二、常用的检测工具  1.CAD模型  用CAD软件绘制被测量物体的标准模型,将其(以DXF文件的格式)作为输入系统,与刀具的真实影像进行比对,可直观地显示出模板图形和图像之间的差别。常用刀具(如二刃,三刃或四刃立铣刀的端齿)的模板可以存储在系统中备用。其原理是:刀具切削性能如果受刀具几何形状的影响,其必定是各几何元素的综合作用,用模板比对,并定性评价刀具几何元素和模型的吻合情况,用户可以一目了然地发现问题,该模型适合高效率大批量地检测标准刀具。  2.自由绘图  自由绘图测量是由用户用鼠标绘制和被测物体边界拟合的图形以达到测量的目的。自由绘图测量工具中有很多测量方法,比如点线角,圆弧,平行线等。这种方法可以灵活地测量形状复杂的刀具,其测量精度取决于标定精度,且每次改变光学放大倍数,都要重新选择相应的标尺。  三、软件系统  BT-560E刀检仪配备的图像分析测量软件(DISCOVER2.0)是德铭纳自主研发的专业观察和测量刀具参数应用的软件(如图一),可以显示刀具的影像及各坐标轴的坐标数值,方便观测刀具的表面质量、准确地测量刀具的轮廓尺寸和轮廓内部的刀具结构参数。另外还可以录制影像片段,抓拍刀具图像供教学示范和分析测量时使用。  1.各类刀具的测量  从粗加工到精加工使用的刀具,无论是车刀,铣刀,还是钻头等等,都可以作为BT-560E刀检仪检测的对象,而且BT-560系列一直在研究不同类型刀具的检测,为使检测系统更加方便,也在不断升级改造。该设备能准确地测量刀具上几乎所有的几何要素,包括刀具长度(如:钻头刃长,阶梯钻阶梯长度),刀具角度(如:钻头钻尖角,钻头铲背后角等);刀具直径(如钻头直径和阶梯高度等);刀具的分度和对称度(如:排屑槽的对称度,切削刃的分度,横刃的偏心度等);其他几何元素(如:钻头横刃宽度,槽深和圆柱刃带宽度等),刀具表面缺陷和粗糙程度等。以钻头后角的测量为例。  2.绘图的便利工具  在自由测量时,操作者选取的点不同,测量结果会有一定的差别。即使这个差别很小,用户还是会认为测量结果不具有客观性。德铭纳公司运用图像处理技术妥善地处理了这个争议,在前景和背景对比度大时,用户在边界附近画一个矩形小框,软件就可以自动捕捉到最近边界点并绘制出来,如没有找到,则能告知。这样可以大大缩小取点不同造成的误差。同样的道理,在光栅测量时,转动X轴和Y轴手轮用十字线(万能模板)准确压线(十字线和刀具边缘重合)的瞬间,十字线会变成黄色。  3.测量值的统计分析  该系统既适合单件刀具测量,也为刀具的批量测量开发出测量结果数据处理功能。用户可以自定义测量任务(如北京现代发动机厂第98批次钻头的测量),并可以为测量任务自由定义出任意个数的测量项目(如钻头钻尖角,横刃宽度,铲背后角大小等等)。每个项目都可以设定公差范围,作为测量结果合格与否的依据。这样软件可以用批量测量的数据进行统计分析,对刀具制造的工艺系统(由机床、棒料、卡具、程序和操作人员等组成)进行稳定性评价和质量分析。  影响刀具切削性能的因素有很多,诸如刀具材质、表面质量(涂层)和几何形状等等。其中几何形状是最直观也是最容易把控的,对于当今多数厂家(无论是刀具制造商还是刀具使用厂商)来说,制造出几何形状准确和稳定的刀具,是做出高品质刀具的第一步,刀具检测仪是走好这第一步的保证。
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