刀具預(yù)調(diào)儀采用模塊化設(shè)計將儀器系統(tǒng)劃分成三大組成部分：機電系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件，并對每個部分依據(jù)技術(shù)指標和設(shè)計原理進行了詳細地分析設(shè)計。其核心問題在于精度問題，測量刀具參數(shù)需要保證測量精度。因此從儀器設(shè)計的精度分析入手，逐步查找誤差源，進行誤差補償修正，從而提高儀器的測量精度。主要基于目前刀具預(yù)調(diào)儀的測量原理與典型布局，從整個系統(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，探討各誤差源對測量精度影響的程度和大小，從而為整個儀器的精度匹配設(shè)計提供一個有效的理論依據(jù)。通過實驗驗證，在后續(xù)處理中提供誤差補償，可以保證儀器的總體精度。
 

 

　　刀具預(yù)調(diào)儀的整機由二維機械位移系統(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)、計算機處理系統(tǒng)構(gòu)成，其中機械位移系統(tǒng)和計算機圖像處理軟件是保證測量精度的基礎(chǔ)，而照明系統(tǒng)和CCD攝像系統(tǒng)則是實現(xiàn)準確測量的關(guān)鍵部件。其整機實現(xiàn)原理是：通過x、z二維機械位移系統(tǒng)，使刀具的被測輪廓進入到光學(xué)視覺系統(tǒng)中。光源從一側(cè)投射在被測刀尖上，另一側(cè)的視覺系統(tǒng)接收成像。通過軟件對圖像預(yù)處理、去噪、濾波、邊緣提取、亞像素細分、曲線擬合等，提出被測刀具的相應(yīng)數(shù)據(jù)((R、H)值、切削角、圓弧半徑等)，在計算機上顯示結(jié)果，并把相應(yīng)數(shù)據(jù)與加工中心共享，達到刀具預(yù)調(diào)目的，這其中，為保證機械精度，二維機械位移系統(tǒng)采用氣浮式運動機構(gòu)。
 

　　刀具預(yù)調(diào)儀的圖像采集系統(tǒng)主要是對刀具的刀尖圖像進行攝取、采集，并送到計算機進行圖像處理，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)過大量實驗可知，要達到需求的照明效果，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。