数控加工具有精度高、效率高、自动化程度高等特点,是机械加工的发展方向,而刀具预调仪正是其加工精度的重要保证.刀具预调仪的作用就是准确的测量出每把刀具的几何参量,以便在加工中用程序控制刀具在切削时的运动轨迹,实现高精度的加工.中国的大部分类似的刀具测量系统仍停留在光学机械式,依靠人眼通过影屏将刀具放大后进行瞄准测量,给测量带来主观误差,同时测量速度低,人眼瞄准测量仅能测出刀具在两个坐标方向上的轮廓顶点坐标值,不能适应数控机床及加工中心的要求.该课题研究的刀具预调测量仪是在哈尔滨量仪厂1611型刀调仪基础上进行改进,将原有的光学投影式刀调仪改为用图像传感器进行图像采集、计算机进行数据处理的方法,利用边缘检测、细分定位、曲线拟合等先进的数字图像处理技术来实现测量.不仅可以实现刀具定位的自动化、数据处理的微机化,而且能降低劳动强度,提高测量效率和测量精度,同时它具有很好的抗干扰能力.该文首先对系统的测量部分进行了总体设计,确定了系统照明光源、光电接收器件等测量组件.详细的介绍了图像滤波、图像边缘检测、像素细分和曲线拟合等算法,结合被测刀具的图像信息找出适合该测量系统的相应的图像处理算法;讨论了系统的自动瞄准和自动调焦,给出调焦评价函数;最后着重论述了关于该系统的标定算法和误差分析.采用标准件法进行系统的标定,首先用具有精密刻划线的玻璃平板作为标准件,计算出摄像机像素的尺寸当量;之后用7∶24的标准校准棒对摄像机进行定位,建立起视场坐标系和机器坐标系之间的关系,从而建立起整个系统的坐标系.实验数据表明,该测量系统检测速度快,操作方便实用,刀具边缘切削点的测量精度优于±1μm.