CN103878644B - 钻铣床钻铣头凸透镜聚焦定位法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种钻铣床钻铣头凸透镜聚焦定位法，属于机械加工应用领域。该发明是将一中空的凸透镜(6)通过内外套筒(2，3)安装到电机的外壳上，从而保证凸透镜的焦点(10)与电机轴(7)基本同轴，并通过调整外套筒上的多个螺丝孔(4)里的螺丝来微调焦点的位置，确保焦点与电机轴严格同轴，凸透镜的上方放置平行光源(5)，凸透镜的焦点位于钻铣头(9)的正下方约1～2厘米处，由于焦点与钻铣头中心及主轴电机(1)中心同轴，于是，要使钻铣头的中心定位到某点，只需要将焦点移动到该点即可，由于焦点处光斑可见，操作起来十分方便。与现有技术相比，采用本发明定位操作简单，焦点处光斑的位置即为钻铣头的中心点，通过肉眼观察光斑便可知道中心点的位置。定位精度高。

Description

钻铣床钻铣头凸透镜聚焦定位法
一.技术领域
钻铣床在工业生产中获得了极其广泛应用。小到手工零件制作，工艺品的加工，大到数控机床的应用，其应用无处不在。但在加工过程中，钻铣头的定位却不是一件简单的事，本发明采用凸透镜聚焦定位的方法可以很好地解决这一问题。
二.背景技术
传统定位方法是钻孔前一般先划线，确定孔的中心，在孔中心先用冲头打出较大中心眼，钻孔时先钻一个浅坑，以判断是否对中。另外，也有人采用两个发射直线的激光器固定在主轴电机座两侧，用两个激光器发射的直线形成的交叉点作为钻铣头的中心点。前者操作过程繁琐，定位精度不高，后者，中心点调节困难，很难保证中心点与主轴电机同轴，且交叉点随着主轴电机相对于工件高度变化而发生相对于轴心的偏移，另外，一般的激光器发射的直线也不稳定，易受电机振动的影响。
本发明采用凸透镜聚焦定位可以较好地解决这一问题。
三.发明内容
为了解决上述定位操作过程复杂和定位精度不高及稳定性差的问题，可在主轴电机外壳上固定一中空的半球面凸透镜，凸透镜的上方放置平行光源，凸透镜的焦点位于钻铣头的正下方约1～2厘米处，由于焦点与钻铣头中心及主轴电机中心同轴，于是，要使钻铣头的中心定位到某点，只需要将焦点移动到该点即可，由于焦点处光斑可见，操作起来十分方便。
关于凸透镜的固定问题，可加工一带外螺纹的内侧套筒，通过过盈配合的方式将该套筒固定在主轴电机外壳上，然后加工一带内螺纹的外侧套筒，中空的半球状凸透镜就固定在该套筒的外侧，然后将外侧套筒旋入内侧套筒，内外侧套筒之间的螺纹配合保留一定的间隙，方便对焦点位置进行微调，外侧套筒的上部及中上部四周分别开4个小螺丝孔(共8个孔)，用于将内外侧套筒紧紧地固定在一起，同时起到微调焦点位置的功能。
关于平行光源的问题，可用点状激光器代替，用那种光斑大一点的点状激光，这样的点状激光可近视看作是平行光，或用平行光管产生平行光。
本方法在设备成本增加不多的情况下，大大提高了钻铣床的定位精度、速度和便捷性，缩短了操作时间，降低了操作的复杂性。
与现有技术相比，采用本发明所述设计方案，可以达到如下有益效果：
定位操作简单，焦点处光斑的位置即为钻铣头的中心点，通过肉眼观察光斑便可知道中心点的位置。定位精度高。
四.附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1凸透镜聚焦定位整体结构示意图
图2凸透镜及内外套筒俯视图
五.具体实施方式
1.安装内侧套筒(2)到主轴电机外壳(1)上；
2.安装凸透镜(6)到外侧套筒(3)上；
3.将装有凸透镜的外侧套筒旋入内侧套筒外侧；
4.安装平行光源(5)到凸透镜上方；
5.安装适当的钻头或铣头(9)并用螺母(8)固定；
6.安装8个固定螺丝至螺丝孔(4)并微调焦点使焦点与电机轴(7)同轴，并使焦点位于钻铣头下方1～2cm处；
7.调整z轴至到焦点光斑(10)在工件上清晰并且光斑最小；
8.调整xy轴使焦点光斑定位到指定的点上；
9.调入加工代码，加工工件或手动加工。
只要严格按照上述步骤精心操作，即可达到较高的定位精度要求，定位精度可达到0.1mm左右，这个精度可以满足大部分应用需求。

Claims (2)

1.一种钻铣床钻铣头凸透镜聚焦定位法，其特征是：采用一中空的半球状凸透镜(6)，并用内侧套筒(2)和外侧套筒(3)将其固定在主轴电机(1)的外壳上，凸透镜(6)上方放置平行光源(5)，通过调整外侧套筒螺丝孔(4)上的螺丝使凸透镜的焦点与电机轴(7)及钻铣头(9)基本同轴；调整Z轴高度，使位于加工工件上的焦点处光斑最小，焦点处光斑的位置就是钻铣头的中心，通过光斑可快速准确地将钻铣头中心移到指定的位置。
2.根据权利要求1所述的凸透镜聚焦定位法，其特征是：外侧套筒(3)四周钻有多个螺丝孔(4)，用以将外侧套筒(3)紧紧固定在内侧套筒(2)上，并通过调整螺丝来微调焦点位置，使其与电机轴(7)及钻铣头(9)同轴。
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