CN102198605B - 加工中心光电信号长度对刀仪及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工中心光电信号长度对刀仪，包括位于对刀仪内部的测杆、光栅座、标尺光栅、指示光栅、发光板和接收板，所述测杆的顶部为对刀平面，被测刀具向下抵压对刀平面，测杆与光栅座固定连接，标尺光栅、发光板固定在光栅座上，指示光栅、接收板固定不动在对刀仪内部，标尺光栅和指示光栅位于发光板与接收板之间，接收板信号连接加工中心的数控系统。本发明还公开了一种加工中心光电信号长度对刀仪的处理方法。本发明无需人工读数、无磨损、检测精度高、寿命长。

Description

加工中心光电信号长度对刀仪及其处理方法

技术领域

本发明涉及加工中心的对刀技术，具体涉及一种加工中心光电信号长度对刀仪及其处理方法。

背景技术

光栅尺是以标尺光栅和指示光栅为测量元件的测量仪器，其亦被应用于数控机床刀具的测量技术。早期长度对刀仪相对落后，典型结构如实用新型专利“200420046194.0”数控机床对刀仪公开的结构，其工作过程为(公告文件中说明书最后一页倒数第二段)：

1、用标准测试棒确定基准位置。

2、在对刀仪中装入被测刀具。

3、利用光栅尺、检测仪器百分表测出刀具的直径、长度，由数显表显示检测值，人工读数。

4、使用者根据自己所需的尺寸对刀具进行补偿(公告文件中说明书实用新型内容突出效果第2点)。

此对刀仪检测精度、重复精度受到标准测试棒制造精度、百分表和光栅尺的准确度、光栅尺在装置中的安装精度、人工操作误差等多方面因素影响，难以达到高精度。最大的缺陷还在于此对刀仪不能直接将信号输出给数控系统，需要人工把数显表的检测值输入数控系统，再由数控系统处理数据，造成浪费人力，测试效率低。

后期，为了解决需要人工输入数据的技术问题，研发出了触点式长度对刀仪，其工作过程为：

1、被测刀具触碰对刀平面，向下对刀。

2、触点开关簧片的触发零件向下运动。

3、触发零件触碰(或松开)触点开关簧片。

4、触点开关簧片上的触点导通通电。

5、信号触发。

6、输出电平转换信号给数控系统。

7、数控系统接收信号，处理数据，计算得到被测刀具的长度。(信号触发的一瞬间所在的位置正是刀具对刀的参考点，数控系统通过比较检测出刀具长度(位置)的变化。)

此触点式长度对刀仪，采用的是机械结构：触点开关簧片、触发零件，其制造精度、安装精度影响对刀仪的测量精度，另外，触发零件与触点开关簧片多次触碰产生的机械磨损、触点开关簧片多次使用产生变形，会令信号触发的一瞬间所在的位置发生变化，造成触点式长度对刀仪难以达到高精度。而且当触点磨损到无法导通时，寿命也就结束了，所以触点式对刀仪存在触点寿命问题。

发明内容

本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种无需人工读数、无磨损、检测精度高、寿命长的加工中心光电信号长度对刀仪。

本发明的另一目的在于提供一种加工中心光电信号长度对刀仪的处理方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本加工中心光电信号长度对刀仪，其特征在于：包括位于对刀仪内部的测杆、光栅座、标尺光栅、指示光栅、发光板和接收板，所述测杆的顶部为对刀平面，被测刀具向下抵压对刀平面，测杆与光栅座固定连接，标尺光栅、发光板固定在光栅座上，指示光栅、接收板固定不动在对刀仪内部，标尺光栅和指示光栅位于发光板与接收板之间，接收板信号连接加工中心的数控系统；

所述标尺光栅和指示光栅上分别光刻有零位光栅线纹，发光板上的发光管位置水平正对标尺光栅的零位光栅线纹，接收板上的光电管位置水平正对指示光栅的零位光栅线纹。

所述对刀平面突出于对刀仪的保护盖，测杆的头部设有可伸缩的密封套，密封套上下端均固定，测杆的尾部套有复位弹簧。复位弹簧的作用是使测杆向上复位。

上述的加工中心光电信号长度对刀仪的处理方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、开启加工中心的数控系统，发光板和接收板通电工作，发光板的发光管射出的光线透过标尺光栅的零位光栅线纹射向指示光栅；

(2)、被测刀具向下运动，接着触碰抵压对刀平面，向下对刀，测杆、光栅座、标尺光栅、发光板一起向下移动，指示光栅、接收板固定不动，标尺光栅与指示光栅发生相对位移，即两者的零位光栅线纹发生相对位移；

(3)、当两者的零位光栅线纹处于同一水平面时，发光板的发光管射出的光线透过标尺光栅的零位光栅线纹、指示光栅的零位光栅线纹射向接收板，接收板的光电管接收到零位光脉冲信号，输出电脉冲信号，进行电平比较后信号触发，输出电平转换信号给数控系统；

(4)、数控系统接收信号，处理数据，计算得到被测刀具的长度。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、本加工中心光电信号长度对刀仪是刀具精密位置检测的检测仪器，适用于钻铣床、雕铣机等数控机床加工中心，用于钻头、铣刀、盘铣刀等刀具的长度测量，将光栅光电技术应用于对刀仪，用光电信号检测被测刀具的长度，制造难度低、成本低，光电信号传输处理速度快，重复精度达到2μm，这是早期长度对刀仪无法达到的，触点式长度对刀仪要达到也有相当难度。

2、相对于早期长度对刀仪，本光电信号长度对刀仪的接收板直接把电信号输出给数控系统，因此无需配套数显表，无需读数，节约人力，测试效率高。

3、相对于触点式长度对刀仪，本光电信号长度对刀仪用光电信号检测，标尺光栅和指示光栅是不接触的，无触点，检测时不存在检测元件接触的问题，不存在触点寿命和触点磨损的问题。

附图说明

图1是本发明的加工中心光电信号长度对刀仪的纵向剖视图。

图2是图1的局部放大图。

图1和图2中标号和名称为：

1	测杆	2	光栅座
				3	标尺光栅	4	指示光栅
5	接收板	6	发光板
				7	对刀平面	8	密封套
9	复位弹簧	10	保护盖
				11	发光管	12	光电管
13	零位光栅线纹

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示的加工中心光电信号长度对刀仪，包括位于对刀仪内部的测杆、光栅座、标尺光栅、指示光栅、发光板和接收板，所述测杆的顶部为对刀平面，被测刀具向下抵压对刀平面，测杆与光栅座固定连接，标尺光栅、发光板固定在光栅座上，指示光栅、接收板固定不动在对刀仪内部，标尺光栅和指示光栅位于发光板与接收板之间，接收板信号连接加工中心的数控系统；

标尺光栅和指示光栅上分别光刻有零位光栅线纹，发光板上的发光管位置水平正对标尺光栅的零位光栅线纹，接收板上的光电管位置水平正对指示光栅的零位光栅线纹。

所述对刀平面突出于对刀仪的保护盖，测杆的头部设有可伸缩的密封套，密封套上下端均固定，测杆的尾部套有复位弹簧。复位弹簧的作用是使测杆向上复位。

上述的加工中心光电信号长度对刀仪的处理方法，包括以下步骤：

(1)、开启加工中心的数控系统，发光板和接收板通电工作，发光板的发光管射出的光线透过标尺光栅的零位光栅线纹射向指示光栅；

(2)、被测刀具向下运动，接着触碰抵压对刀平面，向下对刀，测杆、光栅座、标尺光栅、发光板一起向下移动，指示光栅、接收板固定不动，标尺光栅与指示光栅发生相对位移，即两者的零位光栅线纹发生相对位移；

(3)、当两者的零位光栅线纹处于同一水平面时，发光板的发光管射出的光线透过标尺光栅的零位光栅线纹、指示光栅的零位光栅线纹射向接收板，接收板的光电管接收到零位光脉冲信号，输出电脉冲信号，进行电平比较后信号触发，输出电平转换信号给数控系统；

(4)、数控系统接收信号，处理数据，计算得到被测刀具的长度。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.加工中心光电信号长度对刀仪，其特征在于：包括位于对刀仪内部的测杆、光栅座、标尺光栅、指示光栅、发光板和接收板，所述测杆的顶部为对刀平面，被测刀具向下抵压对刀平面，测杆与光栅座固定连接，标尺光栅、发光板固定在光栅座上，指示光栅、接收板固定不动在对刀仪内部，标尺光栅和指示光栅位于发光板与接收板之间，接收板信号连接加工中心的数控系统；

所述标尺光栅和指示光栅上分别光刻有零位光栅线纹，发光板上的发光管位置水平正对标尺光栅的零位光栅线纹，接收板上的光电管位置水平正对指示光栅的零位光栅线纹。

2.根据权利要求1所述的加工中心光电信号长度对刀仪，其特征在于：所述对刀平面突出于对刀仪的保护盖，测杆的头部设有可伸缩的密封套，密封套上下端均固定，测杆的尾部套有复位弹簧。

3.根据权利要求1所述的加工中心光电信号长度对刀仪的处理方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、开启加工中心的数控系统，发光板和接收板通电工作，发光板的发光管射出的光线透过标尺光栅的零位光栅线纹射向指示光栅；

(2)、被测刀具向下运动，接着触碰抵压对刀平面，向下对刀，测杆、光栅座、标尺光栅、发光板一起向下移动，指示光栅、接收板固定不动，标尺光栅与指示光栅发生相对位移，即两者的零位光栅线纹发生相对位移；

(3)、当两者的零位光栅线纹处于同一水平面时，发光板的发光管射出的光线透过标尺光栅的零位光栅线纹、指示光栅的零位光栅线纹射向接收板，接收板的光电管接收到零位光脉冲信号，输出电脉冲信号，进行电平比较后信号触发，输出电平转换信号给数控系统；

(4)、数控系统接收信号，处理数据，计算得到被测刀具的长度。

Images