BT560系列刀具檢測儀通常用在刀具制造廠,刀具修磨中心和刀具采購檢驗部門,可高效精密地檢測各類刀具的幾何要素及其精度,而這些要素通常是關系到刀具切削性能的重要因素,其精度標準被汽車行業(yè)普遍接受。
一、檢測原理
BT-560刀具檢測儀從測量原理上可分為像素測量和光柵測量兩種。像素測量是以圖像(某一瞬間的影像)的顯示像素作為測量和運算的依據,所以在放大倍數不同的情況下,單位長度(如0.002mm)所“占據”的像素是不同的,所以需要為不同的放大倍數進行標定(測定單位長度所占像素的個數)。這種測量方法操作靈活方便,但只能在單一視場中測量,測量范圍較小,其測量精度受顯示分辨率和標定精度影響,適合測量精度要求不高的場合。
光柵測量是以相機的位置(X軸和Z軸)坐標和刀具旋轉軸(B軸)角度作為測量的依據。其中一種方法是:將十字線的豎直線段(或水平線段)和刀具的輪廓邊緣重合,此時將相應的光柵讀數清零,轉動手輪移動相應的直線軸,使直線段和刀具輪廓另一邊緣重合,此時光柵顯示的數值即為直線尺寸。另一種方法是:以十字線的中心點作為“鼠標點”,在刀具圖像上采集關鍵點進行繪圖,以到達測量的目的。注意,此時顯示窗口移動的是刀具圖像而不是十字光標,而計算的依據不是像素而是光柵坐標顯示值。該測量方法測量精度高,因為無需標定,測量結果和顯示分辨率沒有關系;光柵測量范圍大,不受單一視場限制,而是導軌運動所能觀測到的范圍;通過該方式繪制的幾何線段和圓弧,會隨圖像的移動而“貼著”圖像移動,適合測量圖像超出視場的大刀具。
二、常用的檢測工具
1. CAD模型
用CAD軟件繪制被測量物體的標準模型,將其(以DXF文件的格式)作為輸入系統(tǒng),與刀具的真實影像進行比對,可直觀地顯示出模板圖形和圖像之間的差別。常用刀具(如二刃,三刃或四刃立銑刀的端齒)的模板可以存儲在系統(tǒng)中備用。其原理是:刀具切削性能如果受刀具幾何形狀的影響,其必定是各幾何元素的綜合作用,用模板比對,并定性評價刀具幾何元素和模型的吻合情況,用戶可以一目了然地發(fā)現問題,該模型適合高效率大批量地檢測標準刀具。
2. 自由繪圖
自由繪圖測量是由用戶用鼠標繪制和被測物體邊界擬合的圖形以達到測量的目的。自由繪圖測量工具中有很多測量方法,比如“點線角”,“圓弧”,“平行線”等。這種方法可以靈活地測量形狀復雜的刀具,其測量精度取決于標定精度,且每次改變光學放大倍數,都要重新選擇相應的標尺。
三、 軟件系統(tǒng)
BT-560E刀檢儀配備的圖像分析測量軟件(DISCOVER 2.0)是德銘納自主研發(fā)的專業(yè)觀察和測量刀具參數應用的軟件(如圖一),可以顯示刀具的影像及各坐標軸的坐標數值,方便觀測刀具的表面質量、準確地測量刀具的輪廓尺寸和輪廓內部的刀具結構參數。另外還可以錄制影像片段,抓拍刀具圖像供教學示范和分析測量時使用。
1. 各類刀具的測量
從粗加工到精加工使用的刀具,無論是車刀,銑刀,還是鉆頭等等,都可以作為BT-560E刀檢儀檢測的對象,而且BT-560系列一直在研究不同類型刀具的檢測,為使檢測系統(tǒng)更加方便,也在不斷升級改造。該設備能準確地測量刀具上幾乎所有的幾何要素,包括刀具長度(如:鉆頭刃長,階梯鉆階梯長度),刀具角度(如:鉆頭鉆尖角,鉆頭鏟背后角等);刀具直徑(如鉆頭直徑和階梯高度等);刀具的分度和對稱度(如:排屑槽的對稱度,切削刃的分度,橫刃的偏心度等);其他幾何元素(如:鉆頭橫刃寬度,槽深和圓柱刃帶寬度等),刀具表面缺陷和粗糙程度等。以鉆頭后角的測量為例,如圖二所示。
2. 繪圖的便利工具
在自由測量時,操作者選取的點不同,測量結果會有一定的差別。即使這個差別很小,用戶還是會認為測量結果不具有“客觀性”。德銘納公司運用圖像處理技術妥善地處理了這個爭議,在前景和背景對比度大時,用戶在邊界附近畫一個矩形小框,軟件就可以自動捕捉到最近邊界點并繪制出來,如沒有找到,則能告知。這樣可以大大縮小取點不同造成的誤差。同樣的道理,在光柵測量時,轉動X軸和Y軸手輪用十字線(萬能模板)準確壓線(十字線和刀具邊緣重合)的瞬間,十字線會變成黃色。
3. 測量值的統(tǒng)計分析
該系統(tǒng)既適合單件刀具測量,也為刀具的批量測量開發(fā)出測量結果數據處理功能。用戶可以自定義測量任務(如“北京現代發(fā)動機廠第98批次鉆頭的測量”),并可以為測量任務自由定義出任意個數的測量項目(如鉆頭鉆尖角,橫刃寬度,鏟背后角大小等等)。每個項目都可以設定公差范圍,作為測量結果合格與否的依據。這樣軟件可以用批量測量的數據進行統(tǒng)計分析,對刀具制造的工藝系統(tǒng)(由機床、棒料、卡具、程序和操作人員等組成)進行穩(wěn)定性評價和質量分析。
影響刀具切削性能的因素有很多,諸如刀具材質、表面質量(涂層)和幾何形狀等等。其中幾何形狀是最直觀也是最容易把控的,對于當今多數廠家(無論是刀具制造商還是刀具使用廠商)來說,制造出幾何形狀準確和穩(wěn)定的刀具,是做出高品質刀具的第一步,刀具檢測儀是走好這第一步的保證?!?/p>