在铣削加工中,定期掌握刀具加工状态的变化,及时更换失效刀具,可减少由刀具失效引起的停机,显著提升加工质量。与传统人工检测和离线仪器检测相比,基于机器视觉的立铣刀磨损在机检测方法有效避免了装卸刀具导致的安装误差与检测迟滞,有利于提高检测效率和检测精度;目前的在机视觉检测方法多数将检测装置搭建在数控加工中心内部,一定程度上实现了在机检测,但未充分考虑加工干涉与镜头污染问题。为解决上述问题,本文基于伸缩式菱形连杆机构的直线传方式,提出了搭建在加工中心侧面观察窗外部的立铣刀磨损在机视觉检测方案,由连杆机构带动图像采集装置进入或退出数控机床,通过三维模型设计、零部件选型、加工装配等步骤搭建检测装置,并结合立铣刀磨损在机检测流程设计了控制系统方案,实现与加工中心外部相对独立的立铣刀磨损在机检测,有效解决了加工干涉与镜头污染问题。对于立铣刀磨损检测算法的研究,检测系统通过自适应混合滤波去噪、对比度增强等预处理,采用均值迭代法、最大类间方差法进行图像分割,获得磨损区域二值图像,融合Canny算子与基于Zernike矩的亚像素边缘进行磨损轮廓提取,基于图像平面创建立铣刀磨损轮廓模型,结合最小二乘法对原始切削刃进行边界重构,求取立铣刀的磨损量,反馈刀具磨损状态,实现立铣刀磨损快速检测。在机检测系统的控制软件集成了机构运动控制、立铣刀图像采集与处理、数控通信控制等功能。通过PLC控制检测机构运动;通过立铣刀图像采集与处理分析,完成立铣刀磨损检测;通过与CNC系统通信完成立铣刀磨损补偿反馈。最后,选取5把立铣刀开展铣削实验,将检测系统与天准-VMC322影像测量仪两者的测量结果对比。结果表明,检测系统的测量偏差小于0.01mm,综合平均准确率达到96%。