五軸工具磨床刀具研磨影像檢測系統開發

The study of image inspection system for tool-grinding in the 5-axis tool grinder

謝其甫(Chi-Fu Hsieh)

指導教授 ： 李炳寅

共同指導教授 ： 李廣齊(Kuang-Chyi Lee)

國立虎尾科技大學/工程學院/創意工程與精密科技研究所/碩士(2010年)

摘要

近年來由於工業技術發展迅速，金屬加工仍為機械產業重要的一環，而刀具在金屬加工中扮演為極為重要的角色。刀具尺寸精度會影響加工出來的品質，若有量測儀器能有效地量測刀具的幾何外形，便能規劃和管理刀具研磨精度。
本論文是要建構五軸工具磨床刀具研磨影像檢測系統，主要是在工具磨床上加裝影像檢測設備與可快速拆裝的影像檢測機構。透過Borland C++ Builder開發軟體與HALCON影像處理函式庫撰寫淺顯易懂的人機介面，人機介面為軟硬體的溝通重要核心，其擷取刀具影像進行影像幾何形狀分析，並讀取工具磨床控制器機械座標值輔助刀具量測，該人機介面以教導方式提示使用的操作檢測系統流程，便能量測市面上主要的泛用刀具(平銑刀、圓鼻刀、球刀、鉸刀、鑽頭)之軸向基本幾何參數（螺旋角、軸向離隙角、刀具直徑、圓弧半徑），此刀具檢測系統能使之後在刀具的研磨過程中，參考此量測數據即時補償刀具的研磨尺寸，以提高刀具的研磨精度，降低生產成本並提升產品品質。

關鍵字

幾何外形 ； 控制器 ； 影像處理 ； 人機介面

並列摘要

In recent years, due to the rapid development of industrial technology, metal processing machinery industry is essential and cutting tools play a very important role in metal processing. The accuracy of tool size will affect the quality of processing. If measurement instruments can effectively measure the tool geometry, then we can plan and manage the accuracy of tool grinding.
The purpose of this thesis is to develop an image inspection system for tool grinding of a 5-axis tool grinder. This system with rapid assembled and disassembled inspection mechanisms was mounted on the tool grinder. The user-friendly human machine interface was developed by Borland C++ Builder and HALCON image processing libraries, and it is an important kernel for hardware and software communication. This interface shows the image of cutting tools for geometry analysis and reads the mechanical coordinates from the controller of the tool grinder for auxiliary measurements. Furthermore, it has a tutoring manner for users to operate the measuring procedures. The inspection system can measure the basic geometric parameters (helix angle, axial relief angle, diameter, and radius) for square end mills, ball nose end mills, radius end mills, reamers, and drills. Afterwards the grinding processes can refer to the measuring results to compensate the dimension for tool grinding. The tool grinder with this image inspection system can improve the precision of tool grinding, product quality, and reduce the product cost.

並列關鍵字

Geometric Profile ； Controller ； Image Processing ； Human Machine Interface (HMI)

參考文獻

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