CN101683715A - 数控机床及其对工件加工的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数控机床，用于加工一工件，其包括一机床本体、一设置在该机床本体上的刀架、一安装于该刀架上的与该工件相对的刀具、及一控制系统，该数控机床还包括一测距仪，该测距仪固定在该刀架上，并与该刀具尖端间隔一第一距离，该测距仪用于测量其与工件之间的一第二距离，并计算该第二距离与第一距离的差值，该控制系统用于接收该测距仪的差值信号，并根据该差值信号控制该刀架移动，使该刀具加工该工件。该数控机床通过一测距仪可非接触式的测量刀具尖端和工件之间的距离，确定该刀具尖端相对于该工件的坐标值，从而避免刀具与工件对刀时的接触。本发明还提供一种对工件加工的方法。

Description

数控机床及其对工件加工的方法
技术领域
本发明涉及一种数控机床辅助装置，尤其涉及一种数控机床及其对工件加工的方法。
背景技术
数控机床加工时，必须进行对刀，即设置工件的坐标原点，确定其补偿值，才能进行程序的自动加工。传统的对刀方法是使用试切法，是用装夹在刀架上的刀具，直接与工件相接触，以确定刀具刀尖的纵或横方向坐标数值。然后，通过控制系统，将刀尖坐标值输入数控机床程序中，以备切削。但每换一批工件，都得重新接触工件进行对刀，即要重新确定刀尖的坐标值。然而在纳米级加工中，因刀具本身精度已达到纳米级，在每次接触中，容易产生较大的误差，同时会在工件表面产生切痕。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种非接触式的数控机床及其对工件加工的方法。
一种数控机床，用于加工一工件，其包括一机床本体、一设置在该机床本体上的刀架、一安装于该刀架上的与该工件相对的刀具、及一控制系统，该数控机床还包括一测距仪，该测距仪固定在该刀架上，并与该刀具尖端间隔一第一距离，该测距仪用于测量其与工件之间的一第二距离，并计算该第二距离与第一距离的差值，该控制系统用于接收该测距仪的差值信号，并根据该差值信号控制该刀架移动，使该刀具加工该工件。
一种对工件加工的方法，其包括以下步骤：提供一数控机床，其包括一机床本体、一设置在该机床本体上的刀架、一安装于该刀架上的与该工件相对的刀具、一控制系统及一测距仪，该测距仪固定在该刀架上，并与该刀具尖端间隔一第一距离；提供一工件，该工件与该刀具相对；利用该测距仪测量其与该工件之间的第二距离，并计算第二距离与第一距离之间的差值；该控制系统接收该差值信号，并根据该差值信号控制该刀架移动，使该刀具加工该工件。
相较于现有技术，该数控机床通过一测距仪可非接触式的测量刀具尖端和工件之间的距离，确定该刀具尖端相对于该工件的坐标值，从而避免刀具与工件对刀时的接触。
附图说明
图1是本发明实施例提供的数控机床的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的数控机床的加工方法的流程示意图。
图3是图1中测距仪测量刀具与工件之间的距离的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例作进一步的详细说明。
请一并参阅图1和图3，本发明实施例提供了一种数控机床100，用于加工一工件30。该数控机床100包括一机床本体10；一设置在该机床本体10上的刀架40；一安装于该刀架40上的与该工件30相对的刀具20，该刀具20具有一尖端201；一控制系统80及一测距仪60。该刀架40设置在该机床本体10上。该测距仪可安装于该刀架40的上表面或下表面上。在本实施例中，该测距仪60安装于该刀架40的上表面404。该测距仪60与该刀具尖端201间隔一第一距离b。在本实施例中，该测距仪60为激光测距仪，其测距精度为1至10微米。该控制系统80与该测距仪60电连接，用于接收该测距仪60的距离信号。在本实施例中，该控制系统80是指数控装置与伺服系统的集成，通过数控装置发出位移指令控制伺服系统按进给速度和进给方向驱动该刀架40运动。
请参阅图2，本发明实施例提供的一种对工件加工的方法，其包括以下步骤：
提供一数控机床，其包括一机床本体、一设置在该机床本体上的刀架、一安装于该刀架上的与该工件相对的刀具、一控制系统及一测距仪，该测距仪固定在该刀架上，并与该刀具尖端间隔一第一距离b；
提供一工件，该工件与该刀具相对；
利用该测距仪测量其与该工件之间的第二距离c，并计算第二距离c与第一距离b之间的差值a；
该控制系统接收该差值信号，并根据该差值信号控制该刀架移动，使该刀具加工该工件。
下面将对使用该数控机床加工工件的加工方法进行详细描述。
首先提供一待加工的工件30及该数控机床100，该工件30与该刀具20相对。在加工之前，需进行对刀，即确定该工件30与该刀具20的尖端201之间的相对位置。由于该测距仪60与该刀具尖端201间隔的第一距离b是已知的，利用测距仪60测量其与该工件30之间的第二距离c，利用c-b即可得出该测距仪60与该刀具20的尖端201的距离差值a。该控制系统80接收该差值信号，得出该刀具尖端201相对于该工件30的水平方向(如图中箭头所指示的方向)的坐标值。然后，将该坐标值输入至该控制系统80的控制程序中，该控制系统80控制该刀架40移动，使该刀具20加工该工件30。
可以理解的是，该工件30可设置在一支撑件90上，该工件30可相对于该支撑件90上下运动，以利于该刀具在垂直方向上对该工件30进行加工。
相较于现有技术，该数控机床100通过一测距仪60可非接触式的测量刀具尖端201和工件30之间的距离，从而确定该刀具尖端201相对于该工件30的坐标值，避免刀具20与工件30对刀时的接触。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，可以理解的是，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种数控机床，用于加工一工件，其包括一机床本体、一设置在该机床本体上的刀架、一安装于该刀架上的与该工件相对的刀具、及一控制系统，其特征在于，该数控机床还包括一测距仪，该测距仪固定在该刀架上，并与该刀具尖端间隔一第一距离，该测距仪用于测量其与工件之间的一第二距离，并计算该第二距离与第一距离的差值，该控制系统用于接收该测距仪的差值信号，并根据该差值信号控制该刀架移动，使该刀具加工该工件。
2.如权利要求1所述的数控机床，其特征在于，该刀具安装于该刀架的前端，该测距仪安装于该刀架的上表面或下表面。
3.如权利要求1所述的数控机床，其特征在于，该测距仪为激光测距仪。
4.如权利要求3所述的数控机床，其特征在于，该激光测距仪的测距精度为1至10微米。
5.一种对工件加工的方法，其包括以下步骤：
提供一数控机床，其包括一机床本体、一设置在该机床本体上的刀架、一安装于该刀架上的与该工件相对的刀具、一控制系统及一测距仪，该测距仪固定在该刀架上，并与该刀具尖端间隔一第一距离；
提供一工件，该工件与该刀具相对；
利用该测距仪测量其与该工件之间的第二距离，并计算第二距离与第一距离之间的差值；
该控制系统接收该差值信号，并根据该差值信号控制该刀架移动，使该刀具加工该工件。
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