基于组合型阈值分割的在线立铣刀侧刃磨损测量

作     者：田颖 杨利明 Tian Ying;Yang Liming

作者机构：天津大学机械工程学院天津300072 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2023年第56卷第1期

页      面：81-92页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51975407). 

主　　题：立铣刀侧刃磨损 组合型阈值分割 刀具磨损参数 

摘      要：在实际生产中,现场测量立铣刀侧刃磨损是一项艰巨的工作.光照条件、刀具空间几何形状和初始位置的标定等因素对刀具磨损参数的测量精度影响很大.针对上述问题,提出了一种基于组合型阈值分割方法的在线立铣刀侧刃磨损测量方法,在保证测量精度的情况下最大限度地获取刀具磨损参数的有效信息.首先,提出一种图像剪切策略对捕捉到的磨损区域不同光强下的原始照片进行预处理,选取弱光下的刀尖区域和强光下的均匀磨损区域作为数据源;其次,对该数据源采用包含改进的直方图法和局部阈值分割法的组合型阈值分割法进行磨损区域提取;然后,将两种方法的结果进行叠加,去除磨损区域以外的多种噪声,并根据第1步的剪切位置,将分割后的刀尖区域图像与均匀磨损区域图像拼接,得到完整的磨损区域;最后,利用最小二乘法求出原始切削刃位置,标定磨损区域图像,计算刀具磨损参数.在立铣刀磨损实验中,测得侧刃的最大磨损量的精度大于98%,最大误差不超过5μm.实验结果表明,本文提出的方法能够获取全面的磨损区域信息,给出完整的磨损区域和精确的刀具磨损参数,有助于更加可靠地评估刀具磨损状态.