CN105415095B - 数控加工原点快速定位仪及其定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明创造涉及一种数控加工原点快速定位仪，在固定杆的上端设有上端锥座，下端通过万向连接件连接活动杆，活动杆的底部设有下端锥座；在固定杆内设有导电盘，导电盘底面的X轴导电体和Y轴导电体垂直，设置交点为原点，且原点位于上端锥座的垂直轴线上；在活动杆内设有导电探针，导电探针上端穿过万向连接件与导电盘底面接触，且导电探针在竖直状态下的轴线与上端锥座的轴线重合，导电探针与X轴导电体、Y轴导电体和原点分别形成导电回路，通过显示灯显示。该定位仪采用导电探针与导电盘电路的通断状态来定位数控加工原点，不仅安装方便，有读数和指示灯直观可视，较大幅度的减少技术人员的操作时间，提高工作效率，而且保证了加工产品的精度。

Description

数控加工原点快速定位仪及其定位方法
技术领域
本发明创造涉及一种数控加工原点快速定位仪及其定位方法，用于数控机床精加工前对加工原点进行快速定位。
背景技术
数控加工生产中，为了确保工件的加工精度，必须首先保证机床对工件的加工原点位置精确。工件数控加工原点定位分为工装定位和机床主轴加工原点定位两道工序。目前在实际操作中这两道工序通常使用千分表来测量完成，其测量方法是使用千分表测量工装侧壁上多个位置与机床上定位基准X（或Y）轴的距离是否一致，来判定工装是否平行于机床主轴的X（或Y）轴，以完成工装定位工序；再运用三点确定圆心位置的原理，调整数控机床主轴X、Y轴的位置，使数控机床主轴的Z轴与工件原点的Z轴重合，完成机床主轴加工原点定位。此种方法耗时较多，通常需要30-40分钟。
发明内容
本发明创造要解决的技术问题是提供一种数控加工原点快速定位仪及其定位方法，该定位仪采用导电探针与导电盘电路的通断状态来定位工件加工原点，不仅安装方便，有读数和指示灯直观可视，较大幅度的减少技术人员的操作时间，提高工作效率，而且保证了加工产品的精度。
为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种数控加工原点快速定位仪，在固定杆的上端设有上端锥座，固定杆的下端通过万向连接件连接活动杆，活动杆的底部设有下端锥座；在固定杆的腔体内设有水平设置的导电盘，导电盘的底面设有X轴导电体和Y轴导电体，X轴导电体和Y轴导电体垂直，设置交点为原点，且原点位于上端锥座的垂直轴线上；在活动杆内设有导电探针，导电探针上端穿过万向连接件与导电盘底面接触，且导电探针在竖直状态下的轴线与上端锥座的轴线重合，导电探针与X轴导电体、Y轴导电体和原点分别形成导电回路，在显示屏上有对应的显示灯显示。
所述的固定杆的外表面设有L型定位架，定位架上端设有吸盘。
所述的固定杆的外表面设有定位销，通过定位销锁定活动杆与固定杆之间呈固定角度。
所述的下端锥座的上端通过伸缩轴与活动杆活动连接，在伸缩轴上设有可调电阻，并通过弹簧伸缩量调整可调电阻的电阻值。
采用快速定位仪定位数控加工原点的方法，包括以下步骤：
1）定位仪定位：将定位仪的上端锥座安装在数控机床主轴的刀具锥孔中，调整定位仪中导电盘上X轴导电体和Y轴导电体的方向分别与机床主轴X、Y轴的竖直投影重合，将吸盘吸附在机床主轴上方，以保证在测量期间导电盘无转动；
2）工装定位：调整工装位置，使工装的X轴与机床主轴X轴平行，工装的Y轴与机床主轴Y轴平行，即完成工装定位工序；
3）机床主轴加工原点定位：拔开定位销，使定位仪的活动杆具有足够的自由度，将下端锥座插入工装上的工件原点定位销孔内，调整机床主轴X轴或Y轴的位置，导电探针跟随机床主轴以工装上的工件原点为轴心反复调整，当导电探针与导电盘上的X轴导电体或Y轴导电体接触形成电流回路，对应轴的显示灯亮起，即说明机床主轴的该轴线与工件原点处对应轴线的竖直投影重合，然后继续调整机床主轴另一轴线的位置，当X轴和Y轴指示灯同时亮起，即表示导电探针垂直并与原点成电流回路，此时机床主轴的位置即为工件的加工原点。
所述的步骤2中采用具有可调电阻的伸缩轴结构的定位仪对工装定位，具体步骤为，定位销锁紧活动杆，并使活动杆呈倾斜状态，控制机床主轴Z轴高度不变，调节机床主轴沿X轴方向移动，使用定位仪下端锥座在工装侧壁上进行测量，当工装侧壁与机床主轴X轴不平行时，定位仪中弹簧的伸缩量不同，进而改变可调电阻大小，相同电压下使得显示屏上电流表读数改变，根据读数微调工装位置，继续测量多个位置点，直至读数一致，工装定位完成。
该数控加工原点快速定位仪采用导电盘上X轴导电体和Y轴导电体分别与机床主轴X轴、Y轴的竖直投影重合，并通过导电探针在万向连接件的带动下，摸索调整机床主轴的相对位置，当两个轴线方向的电路全部导通，即为机床主轴加工原点位置设定完毕，其结构简单，操作方便，大大提高了工作效率，并能够提高机床加工原点的定位精度，进一步提升了数控加工产品的质量。
固定杆上设有定位架和吸盘，以方便调整导电盘位置后，对导电盘位置的固定，防止固定杆带动导电盘转动，影响定位精度。
在固定杆上设置固定万向连接件的定位销，用于活动杆不需要万向转动的场合。
将下端锥座设置为可伸缩连接，其上设置可调电阻，从而通过下端锥座的伸缩判断下端锥座所测量的点是否在机床主轴X轴或Y轴的同一个平行平面上。
采用快速定位仪定位数控加工原点的方法操作简单，读数可视，大幅度减少操作工时，仅需要8-10分钟时间，每次更换工装可节省约30分钟，同时本定位仪的测量和定位方法精确，能够提高机床加工原点的定位精度，进一步提升了数控加工产品的质量。
该定位仪在定位工件加工原点的基础上，也可对工装的基准面是否与机床主轴平行进行检测，从而更加提高工装定位和加工原点定位的工作效率。
附图说明
图1为数控加工原点快速定位仪的结构示意图。
图2为导电盘的导电体示意图。
图3为定位仪定位加工原点的工作状态图。
图4为定位仪定位工装的工作状态图。
具体实施方式
如图1所示，一种数控加工原点快速定位仪，在固定杆1的上端设有上端锥座2，上端锥座2用于安装在主轴的刀具锥孔中，固定杆的下端通过万向连接件3连接活动活动杆4，活动杆的底部设有下端锥座5；在固定杆1的腔体内设有水平设置的导电盘6，导电盘6的底面设有X轴导电体7和Y轴导电体8，X轴导电体7和Y轴导电体8垂直，设置交点为原点9，且原点位于上端锥座2的垂直轴线上；在活动杆4内设有导电探针10，导电探针10上端穿过万向连接件3与导电盘6底面接触，且导电探针10在竖直状态下的轴线与上端锥座2的轴线重合，如图2所示，导电探针10与X轴导电体7、Y轴导电体8和原点9分别形成的导电回路，在显示器上有对应的显示灯显示，即通过调整机床主轴X轴或Y轴的位置，使活动杆4的轴线在工件原点处的XZ轴面上时，X轴指示灯亮；活动杆4的轴线在工件原点处的YZ轴面上时，Y轴指示灯亮，活动杆4的轴线与工件原点的竖直轴线重合时，X轴、Y轴指示灯同时亮。
所述的固定杆1的外表面设有L型定位架11，定位架11上端设有吸盘12，只有固定杆内的导电盘位置无相对转动，才能保证定位仪定位准确。
所述的固定杆1的外表面设有定位销15，通过定位销15锁定活动杆4与固定杆1之间呈固定角度。
所述的下端锥座5的上端通过伸缩轴13与活动杆4活动连接，在伸缩轴13上设有可调电阻14，并通过弹簧伸缩量调整可调电阻14的电阻值。
如图3所示，采用快速定位仪定位数控加工原点的方法，包括以下步骤：
1）定位仪定位；将定位仪的上端锥座2安装在数控机床主轴的刀具锥孔中，调整定位仪中导电盘6上X轴导电体7和Y轴导电体8的方向分别与机床主轴X、Y轴的竖直投影重合，将吸盘12吸附在机床主轴上方，以保证在测量期间导电盘无转动；
2）工装定位：调整工装位置，使工装的X轴与机床主轴X轴平行，工装的Y轴与机床主轴Y轴平行，即完成工装定位工序；
3）机床主轴加工原点定位：拔开定位销15，使定位仪的活动杆4具有足够的自由度，将下端锥座5插入工装上的工件原点定位销孔内，调整机床主轴X轴或Y轴的位置，导电探针10跟随机床主轴以工装上的工件原点为轴心反复调整，当导电探针10与导电盘6上的X轴导电体7或Y轴导电体8接触形成电流回路，对应轴的显示灯亮起，即说明机床主轴的该轴线与工件原点处对应轴线的竖直投影重合，然后继续调整机床主轴另一轴线的位置，当X轴和Y轴指示灯同时亮起，即表示导电探针10垂直并与原点9成电流回路，此时机床主轴的位置即为工件的加工原点。
如图4所示，所述的步骤2中采用具有可调电阻的伸缩轴13结构的定位仪对工装定位，具体步骤为，定位销15锁紧活动杆4，并使活动杆4呈倾斜状态，控制机床主轴Z轴高度不变，调节机床主轴沿X轴方向移动，使用定位仪下端锥座5在工装侧壁上进行测量，当工装侧壁与机床主轴X轴不平行时，定位仪中弹簧的伸缩量不同，进而改变可调电阻14大小，相同电压下使得显示屏上电流表读数改变，根据读数微调工装位置，继续测量多个位置点，直至读数一致，完成工装与机床主轴X轴平行的定位。同理，也可以调节机床主轴沿Y轴方向移动，根据读数调整工装位置，完成工装与机床主轴Y轴平行的定位。

Claims (6)

1.一种数控加工原点快速定位仪，其特征在于：在固定杆（1）的上端设有上端锥座（2），固定杆的下端通过万向连接件（3）连接活动杆（4），活动杆的底部设有下端锥座（5）；在固定杆（1）的腔体内设有水平设置的导电盘（6），导电盘（6）的底面设有X轴导电体（7）和Y轴导电体（8），X轴导电体（7）和Y轴导电体（8）垂直，设置交点为原点（9），且原点位于上端锥座（2）的垂直轴线上；在活动杆（4）内设有导电探针（10），导电探针（10）上端穿过万向连接件（3）与导电盘（6）底面接触，且导电探针（10）在竖直状态下的轴线与上端锥座（2）的轴线重合，导电探针（10）与X轴导电体（7）、Y轴导电体（8）和原点（9）分别形成导电回路，在显示屏上有对应的显示灯显示。
2.如权利要求1所述的数控加工原点快速定位仪，其特征在于：所述的固定杆（1）的外表面设有L型定位架（11），定位架（11）上端设有吸盘（12）。
3.如权利要求1所述的数控加工原点快速定位仪，其特征在于：所述的固定杆（1）的外表面设有定位销（15），通过定位销（15）锁定活动杆（4）与固定杆（1）之间呈固定角度。
4.如权利要求3所述的数控加工原点快速定位仪，其特征在于：所述的下端锥座（5）的上端通过伸缩轴（13）与活动杆（4）活动连接，在伸缩轴（13）上设有可调电阻（14），并通过弹簧伸缩量调整可调电阻（14）的电阻值。
5.采用快速定位仪定位数控加工原点的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）定位仪定位：将定位仪的上端锥座（2）安装在数控机床主轴的刀具锥孔中，调整定位仪中导电盘（6）上X轴导电体（7）和Y轴导电体（8）的方向分别与机床主轴X、Y轴的竖直投影重合，将吸盘（12）吸附在机床主轴上方，以保证在测量期间导电盘无转动；
2）工装定位：调整工装位置，使工装的X轴与机床主轴X轴平行，工装的Y轴与机床主轴Y轴平行，即完成工装定位工序；
3）机床主轴加工原点定位：拔开定位销（15），使定位仪的活动杆（4）具有足够的自由度，将下端锥座（5）插入工装上的工件原点定位销孔内，调整机床主轴X轴或Y轴的位置，导电探针（10）跟随机床主轴以工装上的工件原点为轴心反复调整，当导电探针（10）与导电盘（6）上的X轴导电体（7）或Y轴导电体（8）接触形成电流回路，对应轴的显示灯亮起，即说明机床主轴的该轴线与工件原点处对应轴线的竖直投影重合，然后继续调整机床主轴另一轴线的位置，当X轴和Y轴指示灯同时亮起，即表示导电探针（10）垂直并与原点（9）成电流回路，此时机床主轴的位置即为工件的加工原点。
6.如权利要求5所述的定位工件加工原点的方法，其特征在于：所述的步骤2中采用具有可调电阻的伸缩轴（13）结构的定位仪对工装定位，具体步骤为，定位销（15）锁紧活动杆（4），并使活动杆（4）呈倾斜状态，控制机床主轴Z轴高度不变，调节机床主轴沿X轴方向移动，使用定位仪下端锥座（5）在工装侧壁上进行测量，当工装侧壁与机床主轴X轴不平行时，定位仪中弹簧的伸缩量不同，进而改变可调电阻（14）大小，相同电压下使得显示屏上电流表读数改变，根据读数微调工装位置，继续测量多个位置点，直至读数一致，工装定位完成。
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