基于MATLAB的刀具角度测量.pdf

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1、TeChn010gyandT鹊tZ艺与检测基于MATLAB的刀具角度测量肖露崔晋龙(三峡大学机械与材料学院，湖北宜昌443002)摘要：采用MATLAB图像处理技术，通过图像二值化、中值滤波、边缘检测等方法获得刀具轮廓。并应用曲线拟合方法对轮廓边界进行拟合。通过分析拟合直线刃的斜率，计算得出刀具角度值。实验结果表明。利用MATLAB检测刀具角度，不仅测量误差小，检测效率高，而且适应性广泛，可实现对高精度和微小刀具几何参数的测量。关键词：刀具角度；图像处理；曲线拟合中图分类号：TG-703文献标识码：ACuttingtoola

2、nglemeasurementbasedonMATLABXIAOLu，CUIJinlong(ChinaThreeGorgesUniversity，Yichang443002，CHN)Abstract：TheMATLABimageprocessingtechnologyisusedtogetthecuttingtoolcontourbymeansofimagebi-narization，medianfiltering，edgedetectionandothermethods．Curvefittingmethodsareappl

3、iedtofitcuttingtoolboundarycontours，andthenanalyzetheslopeoffittingstraightedgetogetthevalueoftoolangle．TheexperimentalresultsshowthatdetectingtoolanglesbyMATLABimageprocessingtechnologycanachievesmallermeasurementerror，higherdetectionefficiencyandwideadaptability，

4、therebydetectthegeometricparameteroftinycuttingtoolwithhighaccuracy．Keywords：cuttingtoolanglemeasurement；imageprocessing；CHIVefittingmethods在机械加工中，刀具角度对切削力、切削热和刀具拟合方法计算出刀具角度。测量原理如图1所示。耐用度都有着很大的影响，合理选择刀具角度有利于2图像处理改善加工条件，提高被加工工件质量，延长刀具与设备的使用寿命。因此，刀具角度的测量就显得尤为重要。2．1图像

5、采集灰度传统的接触式测量方法具有主观误差大、测量参数少、本实验用CCD摄像机采图像费时等缺点。为适应现代化数控机床及高速、高精度集刀具图像，采集图像时要注加工的要求，基于图像处理的刀具角度测量就应运而意摄像头与刀具前刀面保持平生了。行。采集的图像已经是灰度本文主要以MATLAB作为处理平台，首先利用图图，故图像灰度化过程可以省像处理技术对刀具图像进行处理，获取刀具边缘轮廓，略。如图2所示，该刀具是焊然后通过曲线拟合方法对轮廓进行拟合，获得测量刀接式车刀，刀尖处为圆弧刃结具角度的关键参数，最终求出刀具角度。此方法具有构，刀刃经

6、过倒棱处理，本文的非接触式在线测量、高速度、刀具几何信息丰富等诸多主要任务是通过图像处理获取优点。该车刀的刀尖角。2．2图像二值化l刀具角度测量原理图像二值化是指用灰度变图刀具角度测量原理图利用MATLAB对刀具角度进行测量，首先由CCD换来研究灰度图像的一种常用方法。即设定某一阈获取刀具图像，然后对图像进行灰度化处理，再将灰度值，将灰度图像的像素分成大于阈值的像素群和小于图像二值化、中值滤波后提取刀具轮廓，最后采用曲线阈值的像素群两部分，将这两部分像素群上的点的灰工艺与检测Techn010gyandTest度置为0或255

7、，也就是使整个突变、纹理结构突变等)的反映，标志着一个区域的终图像呈现出明显的黑自效果。结和另一个区域的开始。很显然，要测量刀具的角度，像的二值化巾，阈值的选关键是通过边缘检测提取刀具的轮廓线。择是关键。阈值是把日标和背为了得到较好的边缘效果，现存已经有r很多种景分歼的标尺，选取适当的阈边缘检测算法，如Roberts算子、Sol1eI算子、Prewitt箅图2CCD获取刀具图像值就是既要尽可能保存罔像信子、LoG算子、Canny算子等本文采片jCanny边缘检息，义要尽可能减少背景和噪声测算子(图6)，该方法不容易受噪声的f

8、：扰，边缘定位的十扰。阈值的选择方法有多种，本文采『}j全局阈值精确性较高，能够检测到真正的弱边缘。法，通过分析灰度直方，选择第1个谷值为闽值，如2．5特征提取同3所乐4为二值化后的刀具。刀具的刀尖角由两条直线切削刃构成，以边缘检测像为基础进行特征提取，可先对像进行裁剪，获取两条直线刃。图