刀具預(yù)調(diào)儀采用模塊化設(shè)計(jì)將儀器系統(tǒng)劃分成三大組成部分：機(jī)電系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件，并對(duì)每個(gè)部分依據(jù)技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了詳細(xì)地分析設(shè)計(jì)。其核心問(wèn)題在于精度問(wèn)題，測(cè)量刀具參數(shù)需要保證測(cè)量精度。因此從儀器設(shè)計(jì)的精度分析入手，逐步查找誤差源，進(jìn)行誤差補(bǔ)償修正，從而提高儀器的測(cè)量精度。主要基于目前刀具預(yù)調(diào)儀的測(cè)量原理與典型布局，從整個(gè)系統(tǒng)的全誤差模型的研究入手，分析子系統(tǒng)精度之間的相互關(guān)系，探討各誤差源對(duì)測(cè)量精度影響的程度和大小，從而為整個(gè)儀器的精度匹配設(shè)計(jì)提供一個(gè)有效的理論依據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在后續(xù)處理中提供誤差補(bǔ)償，可以保證儀器的總體精度。
 

 

　　刀具預(yù)調(diào)儀的整機(jī)由二維機(jī)械位移系統(tǒng)、氣浮系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、CCD攝像系統(tǒng)、圖像采集接口系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)構(gòu)成，其中機(jī)械位移系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)圖像處理軟件是保證測(cè)量精度的基礎(chǔ)，而照明系統(tǒng)和CCD攝像系統(tǒng)則是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵部件。其整機(jī)實(shí)現(xiàn)原理是：通過(guò)x、z二維機(jī)械位移系統(tǒng)，使刀具的被測(cè)輪廓進(jìn)入到光學(xué)視覺(jué)系統(tǒng)中。光源從一側(cè)投射在被測(cè)刀尖上，另一側(cè)的視覺(jué)系統(tǒng)接收成像。通過(guò)軟件對(duì)圖像預(yù)處理、去噪、濾波、邊緣提取、亞像素細(xì)分、曲線擬合等，提出被測(cè)刀具的相應(yīng)數(shù)據(jù)((R、H)值、切削角、圓弧半徑等)，在計(jì)算機(jī)上顯示結(jié)果，并把相應(yīng)數(shù)據(jù)與加工中心共享，達(dá)到刀具預(yù)調(diào)目的，這其中，為保證機(jī)械精度，二維機(jī)械位移系統(tǒng)采用氣浮式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
 

　　刀具預(yù)調(diào)儀的圖像采集系統(tǒng)主要是對(duì)刀具的刀尖圖像進(jìn)行攝取、采集，并送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，該系統(tǒng)主要由照明系統(tǒng)、CCD光學(xué)成像系統(tǒng)、圖像采集硬件及光柵數(shù)據(jù)采集硬件組成。照明系統(tǒng)的好壞決定圖像處理的好壞，也是決定測(cè)量穩(wěn)定性的關(guān)鍵，照明系統(tǒng)主要由光源和聚光鏡組成。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)可知，要達(dá)到需求的照明效果，須考慮照明系統(tǒng)能夠提供足夠的光能量及能提供穩(wěn)定均勻的照明等因素，因此選擇好的照明光源是關(guān)鍵。