自动确定麻花钻头钻尖初始角度的智能系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103419096 A (43)申请公布日 2013.12.04 CN 103419096 A *CN103419096A* (21)申请号 201310341121.8 (22)申请日 2013.08.07 B24B 3/26(2006.01) B24B 49/12(2006.01) (71)申请人 桂林电子科技大学 地址 541004 广西壮族自治区桂林市七星区 金鸡路 1 号 (72)发明人 郭庆 徐翠锋 周涛 胡鸿志 胡锦泉 李科 (74)专利代理机构 桂林市华杰专利商标事务所 有限责任公司 45112 代理人 巢雄辉 (54) 发明名称 自动确定麻花钻头钻尖。

2、初始角度的智能系统 (57) 摘要 自动确定麻花钻头钻尖初始角度的智能系 统， 由机械部分、 摄像部分和计算与控制部分组 成， 其机械部分是在底座板上设置水平移动滑块， 在水平移动滑块设置垂直螺杆， 垂直螺杆连接一 块随该螺杆转动而可以上下移动的垂直移动板， 钻头固定套与转动步进电机连接并处于垂直移动 板的上下两侧， 水平移动滑块连接水平步进电机， 垂直螺杆连接垂直步进电机 ； 摄像部分是在摄像 暗盒的顶部固定摄像头， 线阵光电管与线阵接收 光电管分置于摄像暗盒相对应的两侧壁， 线阵光 电管与线阵接收光电管的水平连线与摄像头保持 准确对焦的距离， 用于照射麻花钻头的光源灯固 定于摄像暗盒内 ；。

3、 计算与控制部分的微控制器分 别连接水平步进电机、 垂直步进电机、 转动步进电 机、 线阵接收光电管、 触摸屏和摄像头。该系统可 以自动地准确地寻找到麻花钻头钻尖初始角度。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103419096 A CN 103419096 A *CN103419096A* 1/1 页 2 1. 自动确定麻花钻头钻尖初始角度的智能系统， 其特征在于 ： 主要由三大部分组成 ： 机械部分、 摄像部分、 计算与控制部分 。

4、； 所述机械部分是在底座板上设置水平移动滑块， 在水平移动滑块设置垂直螺杆， 垂直 螺杆连接一块随该螺杆转动而可以上下移动的垂直移动板， 钻头固定套与转动步进电机连 接并处于垂直移动板的上下两侧， 水平移动滑块连接水平步进电机， 垂直螺杆连接垂直步 进电机 ； 所述摄像部分是在摄像暗盒的顶部固定摄像头， 线阵光电管与线阵接收光电管分置于 摄像暗盒相对应的两侧壁， 线阵光电管与线阵接收光电管的水平连线与摄像头保持准确对 焦的距离， 用于照射麻花钻头的光源灯固定于摄像暗盒内 ； 所述计算与控制部分的微控制器分别连接水平步进电机、 垂直步进电机、 转动步进电 机、 线阵接收光电管、 触摸屏和摄像头。。

5、 2. 根据权利要求 1 的系统， 其特征在于 ： 水平移动滑块上设置滑动穿过垂直移动板的 立柱。 3. 根据权利要求 1 的系统， 其特征在于 ： 水平移动滑块上设置与螺杆从齿轮啮合的螺 杆主齿轮， 螺杆从齿轮位于垂直螺杆下部， 垂直步进电机连接螺杆主齿轮。 4. 根据权利要求 1 的系统， 其特征在于 ： 底座板上设置用于水平移动滑块水平移动的 水平移动滑轨。 5. 根据权利要求 1 的系统， 其特征在于 ： 所述摄像部分还设置用于集中反射光源灯光 的反光罩。 6. 根据权利要求 1 的系统， 其特征在于 ： 光源灯为 2 4 个， 反光罩的数量与光源灯相 同。 权 利 要 求 书 CN 。

6、103419096 A 2 1/3 页 3 自动确定麻花钻头钻尖初始角度的智能系统 技术领域 0001 本发明涉及机械加工， 特别是钻孔， 具体是麻花钻头修磨， 更具体是麻花钻头修磨 前的自动确定麻花钻头钻尖初始角度的智能系统。 背景技术 0002 在机械加工行业中， 钻孔是十分常见的工序。 麻花钻头由于价格低廉、 钻孔性能较 好， 被作为钻孔加工的首选刀具， 市场需求量极大。 但是钻头在钻孔时损耗在所难免， 因此， 需要经常对麻花钻头反复修磨， 这在实际生产中也是一项必须且十分繁重的工作。为了更 好的对麻花钻头进行修磨， 人们一直致力于麻花钻头自动修磨设备的研究与开发。 0003 目前已有的。

7、麻花钻头自动修磨设备中， 最大的麻烦在于需要对麻花钻头的钻尖角 度人工定位。 第一、 定位的精度与修磨的质量密切相关， 这就要求从事麻花钻头修磨的工人 有丰富的实践经验 ； 第二、 由于社会、 市场及企业等多种因素的影响， 企业员工的流动性很 大， 有经验的工人十分紧缺。第三、 由于长时间工作容易造成视觉疲劳， 人工操作很难保证 钻头主切削刃的前后角度的一致性， 这样会影响到钻孔的精度， 严重时甚至会使钻头折断， 特别是当钻削深孔时或主轴刚度不足时， 由于主切削面修磨的不一致， 会产生非对称的径 向切削力， 使钻头中心摆动， 造成孔加工精度下降 （如孔径偏大、 偏斜） 。因而一种能自动确 定麻。

8、花钻头钻尖初始角度的智能系统， 就成为了麻花钻头修磨的重要需求。 发明内容 0004 本发明为解决上述问题， 提供一种自动确定麻花钻头钻尖初始角度的智能系统。 0005 本发明的自动确定麻花钻头钻尖初始角度的智能系统， 主要由三大部分组成 ： 机 械部分、 摄像部分、 计算与控制部分 ； 所述机械部分是在底座板上设置水平移动滑块， 在水平移动滑块设置垂直螺杆， 垂直 螺杆连接一块随该螺杆转动而可以上下移动的垂直移动板， 钻头固定套与转动步进电机连 接并处于垂直移动板的上下两侧， 水平移动滑块连接水平步进电机， 垂直螺杆连接垂直步 进电机 ； 所述摄像部分是在摄像暗盒的顶部固定摄像头， 线阵光电。

9、管与线阵接收光电管分置于 摄像暗盒相对应的两侧壁， 线阵光电管与线阵接收光电管的水平连线与摄像头保持准确对 焦的距离， 用于照射麻花钻头的光源灯固定于摄像暗盒内 ； 所述计算与控制部分的微控制器分别连接水平步进电机、 垂直步进电机、 转动步进电 机、 线阵接收光电管、 触摸屏和摄像头。 0006 为了使垂直移动板做稳定的上下移动， 水平移动滑块上设置滑动穿过垂直移动板 的立柱。 0007 为了使垂直步进电机带动垂直螺杆平稳转动， 进而带动垂直移动板做稳定的上下 移动， 水平移动滑块上设置与螺杆从齿轮啮合的螺杆主齿轮， 螺杆从齿轮位于垂直螺杆下 部， 垂直步进电机连接螺杆主齿轮。 说 明 书 C。

10、N 103419096 A 3 2/3 页 4 0008 为了使水平移动滑块做稳定的水平移动， 底座板上设置用于水平移动滑块水平移 动的水平移动滑轨。 0009 为了获得摄像暗盒中良好的照明效果， 所述摄像部分还设置用于集中反射光源灯 光的反光罩。 也是为了获得摄像暗盒中良好的照明效果， 使光照有足够的强度和均匀分布， 光源灯为 2 4 个。反光罩的数量与光源灯相同。 0010 本发明的自动确定麻花钻头钻尖初始角度的智能系统， 麻花钻头安装在钻头固定 套上， 系统的机械部分主要完成麻花钻头的右左移动、 上下移动和转动等功能 ； 摄像部分由 主要完成对麻花钻头进行摄像 ； 而计算与控制部分则实现。

11、对水平步进电机、 垂直步进电机、 转动步进电机的控制， 以及接收和处理来自线阵接收光电管、 触摸屏和摄像头传输的信息。 0011 具体工作过程如下 ： 首先按动触摸屏的准备按键， 微控制器通过水平控制线向水平步进电机发出控制信 号， 水平步进电机转动， 水平移动滑块在水平移动滑轨上做水平移动， 将钻头固定套移出摄 像暗盒外。此时可将麻花钻头放入将钻头固定套中， 并将其固定好。 0012 按动触摸屏的开始按键， 微控制器通过水平控制线向水平步进电机发出控制信 号， 水平步进电机转动， 水平移动滑块在水平移动滑轨上做反向水平移动， 将钻头固定套移 入摄像暗盒的中心轴位置。微控制器通过垂直控制线向垂。

12、直步进电机发出控制信号， 垂直 步进电机转动， 带动螺杆主齿轮转动， 与之啮合的垂直螺杆下部的螺杆从齿轮转动， 带动垂 直螺杆转动， 从而从使垂直移动板向上移动。 0013 光电管电源线向线阵光电管供电， 线阵光电管发光， 线阵接收光电管接收线阵光 电管发射的光， 这样在线阵光电管和线阵接收光电管之间形成了一个无形的网 （水平连 线） ， 当麻花钻头在垂直步进电机的作用下向上移动过程中， 只要一接触到这个无形的网 时， 微控制通过光电管信号线便立即知道了麻花钻头的位置， 微控制器通过垂直控制线控 制垂直步进电机停止转动， 这样保证了麻花钻头无论其大小、 或长短如何， 都能使其钻头钻 尖与摄像头。

13、的距离固定， 实现了自动准确对焦功能。 0014 当垂直步进电机停止转动， 摄像头开始工作， 通过摄像头信号线将采集到的图像 数据送微控制器， 微控制器对采集到的数据进行高速的处理， 判断麻花钻头的初始角度， 如 果初始角度与预设的初始角度不一致， 微控制器通过转动控制线向转动步进电机发出控制 信号， 使其转动， 转动步进电机在转动的同时， 摄像头不断的采集图像， 微控制器不断的处 理采集到的数据， 直到麻花钻头转动到预设的初始角度， 微控制器通过转动控制线向转动 步进电机发出控制信号， 使其停止转动。 0015 这样就自动地确定了麻花钻头钻尖初始角度。 0016 本发明的自动确定麻花钻头钻尖。

14、初始角度的智能系统， 可以作为麻花钻头自动修 磨设备中的一个附属设备， 在寻找到了麻花钻头钻尖初始角度之后， 再通过一系列的动作， 将麻花钻头转移至修磨工具上进行修磨。也可以将该系统单独作为一种专用设备， 在寻找 到了麻花钻头钻尖初始角度之后， 通过各种手段和方法将其进行记录或标记， 然后在普通 修磨机上进行识别后再实现精准修磨。 附图说明 0017 图是本发明智能系统的结构图。 说 明 书 CN 103419096 A 4 3/3 页 5 具体实施方式 0018 见图 1。 0019 图中， 有底座板 1、 齿条 2、 立柱 3、 固定座 4、 螺杆从齿轮 5、 螺杆主齿轮 6、 垂直步进 。

15、电机 7、 水平移动齿轮 8、 水平移动滑块 9、 水平移动滑轨 10、 水平步进电机 11、 水平控制线 12、 垂直控制线 13、 垂直螺杆 14、 转动步进电机 15、 垂直移动板 16、 转动控制线 17、 防尘布 18、 钻头固定套 19、 麻花钻头 20、 线阵接收光电管 21、 光电管信号线 22、 光电管电源线 23、 光源电源线 24、 微控制器 25、 后固定板 26、 数据线 27、 触摸屏 28、 摄像头信号线 29、 固定孔 30、 摄像头 31、 侧固定板 32、 反光罩 33、 光源固定杆 34、 光源灯 35、 线阵光电管 36、 摄像暗盒 37 组成。 002。

16、0 在底座板1上铺设带有齿条2的水平移动滑轨10， 可在水平移动滑轨10上左右滑 动的水平移动滑块 9 上设置固定座 4， 固定座 4 上安置螺杆从齿轮 5、 螺杆主齿 6 轮、 垂直步 进电机 7 ； 螺杆从齿轮 5 位于垂直螺杆 14 的下部并与之联动， 螺杆从齿轮 5 与螺杆主齿轮 6 啮合， 垂直步进电机 7 与螺杆主齿轮 6 联动 ； 水平移动滑块 9 上安置水平步进电机 11， 水平 步进电机 11 带有水平移动齿轮 8， 水平移动齿轮 8 与齿条 2 咬合 ； 立柱 3 安置在水平移动滑块 9 上， 其上部滑动穿过垂直移动板 16 ； 垂直移动板 16 还有 一个螺孔， 用于旋入。

17、垂直螺杆 14 ； 转动步进电机 15 固定在垂直移动板 16 的下侧面， 其轴穿 过垂直移动板 16 连接于钻头固定套 19 ； 麻花钻头 20 安置在钻头固定套 19 上 ； 在摄像暗盒 37 的顶部开设固定孔 30， 摄像头 31 固定于固定孔 30 ； 由两根光源固定杆 34固定着两个光源灯35 ； 光源灯35后安置反光罩33 ； 线阵光电管36与线阵接收光电管21 分别安置在摄像暗盒 37 相对应的两个侧壁， 其水平连线与摄像头保持准确对焦的距离 ； 摄 像暗盒 37 的下平面用防尘布 18 封住 ； 微控制器 25 通过水平控制线 12、 垂直控制线 13、 转动控制线 17、 光电管信号线 22、 数 据线 27、 摄像头信号线 29 分别连接水平步进电机 11、 垂直步进电机 7、 转动步进电机 15、 线 阵接收光电管 21、 触摸屏 28 和摄像头 31 ； 微控制器 25 通过光电管电源线 23、 光源电源线 24 分别连接线阵光电管 36、 、 光源灯 35 ； 整个系统安置在底座板 1、 后固定板 26 和侧固定板 32 形成的空间中。 说 明 书 CN 103419096 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103419096 A 6 。