CN106181584B - 压盖式光电对刀仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压盖式光电对刀仪，包括测量柱、对刀仪主体和圆柱套筒部件，测量柱的截面形状为T字形，测量柱通过弹簧Ⅰ安装在对刀仪主体开有的上部孔中，测量柱上开有导向槽，上部孔的壁上设置有导向销，导向销的一端位于测量柱的导向槽内，圆柱套筒部件包括圆柱套筒、触头、电池和电路接通示意部件，圆柱套筒部件安装在对刀仪主体的下部孔内，触头位于测量柱的下方。当触头与测量柱接触时，电池、电路接通示意部件、触头、测量柱和对刀仪主体形成工作回路。本发明测量柱采用T形设计，不仅增大了刀具的接触面积，且起到防水作用。另外，本发明采用的是内循环回路，不仅对具备导电性的零件适用，对非导电塑料制品也同样适用，使用范围广。

Description

压盖式光电对刀仪

技术领域

本发明涉及一种对刀仪，特别涉及一种压盖式光电对刀仪。

背景技术

对刀仪作为加工中心上的一种辅助测量工具，用于零件上Z轴坐标原点精度的定位。常用的对刀仪有机械式和光电式两种，机械式采用下压对刀仪测量顶面，使百分表指针转动到相对应的刻度来实现Z轴原点坐标定位，由于百分表上的刻度较多，即使多旋转一周，也会对应到相应的刻度上，在读数时较为繁琐且容易出错。光电式对刀仪作为数控机床不可缺少的辅助工具，具有操作简单，读数方便直观且不容易出错等特点。光电式对刀仪是通过声、光等特点来传递信息，即使在光线较暗的晚上操作，也不会对读数造成影响。而市面上可选择的光电式对刀仪较少，无法满足数控机床的使用需求，且传统的光电式对刀仪也存在一些不足，具体如下：

1）传统的光电式对刀仪防水性能较差，一旦切削液进入对刀仪内部，会造成电路的腐蚀和短路，最终造成对刀仪的损坏。

2）传统的光电式对刀仪采用外循环方式设计，要求零件必须具备导电性，而非导电的塑料类零件，无法形成回路，因此不能完成对刀操作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种测量柱采用T形设计，不仅增大了刀具的接触面积，且起到防水的作用的压盖式光电对刀仪，该压盖式光电对刀仪不仅适用于导电性的金属类零件，对非导电塑料制品也同样适用，使用范围广，解决了上述现有技术中存在的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种压盖式光电对刀仪，包括测量柱、对刀仪主体和圆柱套筒部件，所述的测量柱的截面形状为T字形，所述的对刀仪主体上开有纵向阶梯孔，纵向阶梯孔分为上部孔、中部孔和下部孔，纵向阶梯孔的直径从上往下依次变小，测量柱通过弹簧Ⅰ安装在上部孔中，测量柱上开有导向槽，上部孔的壁上设置有导向销，导向销的一端位于测量柱的导向槽内，

所述的圆柱套筒部件包括圆柱套筒、触头、电池和电路接通示意部件，所述的圆柱套筒上部开有触头安装槽，触头通过弹簧Ⅱ安装在触头安装槽中，弹簧Ⅱ与触头安装槽底面之间还设置有绝缘塑料垫片，触头安装槽上端通过绝缘圆环塑料密封，触头穿出绝缘圆环塑料，圆柱套筒下部开有电池安装槽，电池和电路接通示意部件安装在电池安装槽内，电池、电路接通示意部件和触头依次通过电线连接，电池安装槽底端通过电池端盖密封，圆柱套筒部件安装在对刀仪主体纵向阶梯孔的下部孔内，圆柱套筒与下部孔通过螺纹连接，触头位于测量柱的下方，当触头与测量柱接触时，电池、电路接通示意部件、触头、测量柱和对刀仪主体形成工作回路。

所述的电路接通示意部件是光源，所述的对刀仪主体上开有透光孔Ⅰ，透光孔Ⅰ端部通过透光端盖密封，圆柱套筒的电池安装槽上开有透光孔Ⅱ，圆柱套筒外壁与对刀仪主体纵向阶梯孔的中部孔内壁之间形成型腔，透光孔Ⅰ、透光孔Ⅱ均与型腔连通。

所述的电路接通示意部件是无线发射器，该压盖式光电对刀仪还设置有用于接收无线发射器信号的接收器。

连接有电池端盖的圆柱套筒端部开有便于旋转的一字槽。

对刀仪主体纵向阶梯孔的下部孔的下端通过密封胶密封。

对刀仪主体纵向阶梯孔的上部孔的上端与测量柱之间通过密封圈和圆环封盖密封，圆环封盖端面低于对刀仪主体的顶端平面。

所述的圆柱套筒部外壁上还设置有防松胶垫。

由于采用上述结构，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用压盖形状设计，接触面积大，可防止切削液从顶部流入对刀仪内部，防水性能好，解决了因切削液进入对刀仪内部，造成电路的腐蚀和短路，最终造成对刀仪损坏的问题。

2、本发明采用的是内循环回路，即通过内部开关闭合形成回路，其特点是闭合开关在对刀仪内部，不受外部介质（导电性）的影响，不受材料零件限制，即本发明不仅对具备导电性的零件适用，对非导电塑料制品也同样适用，使用范围广。

3、本发明圆柱套筒部件在对刀仪本体下端采用螺纹方式连接，圆柱套筒部件可在对刀仪本体上下移动，结合U形校正块进行对刀仪零点的校正，校正过程简单快捷。

4、本发明利用下压对刀仪顶面使内部开关闭合来实现声光响应，整个对刀仪的结构简单、操作方便，具有一定的推广价值。

下面，结合附图和实施例对本发明之压盖式光电对刀仪的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明之压盖式光电对刀仪的电路原理图。

图2：本发明之压盖式光电对刀仪主视剖视图。

图3：图2的A-A剖视图。

图4：本发明实施例1之圆柱套筒部件仰视图。

图5：本发明实施例1之圆柱套筒部件主视剖视图。

图6：本发明实施例1之圆柱套筒部件俯视图。

图7：本发明实施例2之圆柱套筒部件主视剖视图。

图8：本发明实施例2之信号接收原理图。

图9：本发明之校正块仰视图。

图10：本发明之校正块主视图。

图11：本发明校正前插入U形校正块后示意图。

图12：本发明校正结束时示意图。

图13：本发明对刀工作开始前示意图。

图14：本发明对刀工作结束时示意图。

图中：1-测量柱，101-导向槽，2-圆环封盖，3-固定螺钉Ⅰ，4-密封圈，5-导向销，6-弹簧Ⅰ，7-透光孔Ⅰ，8-透光端盖，9-型腔，10-密封胶，11-对刀仪主体，111-纵向阶梯孔，12-触头，13-弹簧Ⅱ，14-绝缘塑料垫片，15-光源，16-电池，17-绝缘圆环塑料，18-固定螺钉Ⅱ，19-透光孔Ⅱ，20-圆柱套筒，201-一字槽，21-电池端盖，22-防松胶垫，23-无线发射器，24-接收器，25-U形校正块。

P1-刀具，P2-零件。

具体实施方式

实施例1：一种压盖式光电对刀仪，如图2-图6所示，包括测量柱1、对刀仪主体11、圆柱套筒部件和U形校正块25，所述的测量柱1的截面形状为T字形，测量柱1上部大端的尺寸与对刀仪主体11上端面的尺寸相同（或是略小），接触面积大，可防止切削液从顶部流入对刀仪内部。所述的对刀仪主体11上开有纵向阶梯孔111，纵向阶梯孔分为上部孔、中部孔和下部孔，纵向阶梯孔的直径从上往下依次变小，测量柱1通过弹簧Ⅰ6安装在上部孔中，测量柱上开有导向槽101，上部孔的壁上设置有导向销5，导向销的一端位于测量柱的导向槽101内，导向槽101与导向销5配合，起到导向和限位作用。

所述的圆柱套筒部件包括圆柱套筒20、触头12、电池16和电路接通示意部件——光源15，所述的对刀仪主体11上开有透光孔Ⅰ7，透光孔Ⅰ7与纵向阶梯孔111的中心线垂直。透光孔Ⅰ端部通过透光端盖8密封，圆柱套筒的电池安装槽上开有透光孔Ⅱ19，圆柱套筒外壁与对刀仪主体11纵向阶梯孔的中部孔内壁之间形成型腔9，透光孔Ⅰ7、透光孔Ⅱ19均与型腔9连通。所述的圆柱套筒上部开有触头安装槽，触头12通过弹簧Ⅱ13安装在触头安装槽中，即弹簧Ⅱ13镶嵌在触头安装槽底端与触头之间，限制触头12左右移动。弹簧Ⅱ与触头安装槽底面之间还设置有绝缘塑料垫片14，触头安装槽上端通过绝缘圆环塑料17密封，触头穿出绝缘圆环塑料，即触头12上端圆柱部分与绝缘圆环塑料17开有的内孔间隙配合。绝缘圆环塑料17上钻有一个排气孔，当触头12上下移动时，起到排气的作用。整个触头12、弹簧Ⅱ13与圆柱套筒20保持绝缘状态。圆柱套筒20下部开有电池安装槽，电池16和光源15安装在电池安装槽内，电池、光源和触头依次通过电线连接，电池安装槽底端通过电池端盖21密封，圆柱套筒部件安装在对刀仪主体11纵向阶梯孔的下部孔内，圆柱套筒与下部孔通过螺纹连接，触头12位于测量柱1的下方，当触头与测量柱接触时，电池16、光源15、触头12、测量柱1和对刀仪主体11形成工作回路，即工作回路为：电池16正极-光源15-触头12-测量柱1-对刀仪主体11 -电池16负极。

本实施例中，对刀仪主体11纵向阶梯孔的上部孔的上端与测量柱1之间安装有圆形密封圈4，起到防尘、防水作用。圆形密封圈4采用圆环封盖2压实，并由固定螺钉3固定。圆环封盖2安装好后的上端面高度要略低于对刀仪主体11上端面高度，以免与校正块校正时发生干涉。圆柱套筒部件安装好后，对刀仪主体11纵向阶梯孔的下部孔的下端通过密封胶10密封，起到防尘、防污效果。连接有电池端盖的圆柱套筒端部开有便于旋转的一字槽201。所述的圆柱套筒部外壁上还设置有防松胶垫22。

本实施例中，圆柱套筒20的光源15位置上设计有透光孔Ⅱ19，如图3所示，透光孔Ⅱ19采用倾斜角度设计，当光源15点亮时，光线通过透光孔Ⅱ19照射到型腔9侧壁上，型腔9侧壁经过抛光工后，金属表面光滑具有反光效果，通过光的相互反射作用将光线折射到透光孔Ⅰ7上，由透光端盖8显现出来，从而达到观看的效果。

实施例2：一种压盖式光电对刀仪，如图7-图8所示，其基本结构与实施例1相同，不同点在于：电路接通示意部件是无线发射器23，该压盖式光电对刀仪还设置有用于接收无线发射器信号的接收器24。接收器背面可根据需要镶嵌磁铁，可粘贴在机床带磁性的任意位置；用来接收器收到发射器传出的（声、光、振动等）信号输出。由于采用无线接收信号，内部结构省略了透光孔，在一定程度上节约了加工的成本，使对刀仪看起来更简洁。从信号观察的角度来看，当接收器发出声、光信号时，接收器适合放在操作人员便于观看的角度。而接收器发出振动信号时，接收器需要放在操作者能感知的地方（如衣服的口袋、腰间等）。无线感应信号对刀仪无论从结构形状，还是操作便捷性都要优于普通光电式对刀仪。

无线信号发射器和接收器目前在市面上应用较多（如无线门铃、无线开关等），因此在这里不做专门介绍。

本发明的设计原理：

压盖式光电对刀仪的电路原理如图1所示，电源的正极一端与光源正极连接，电源负极通过对刀仪主体与测量柱连接。光源的负极一端与触头连接，触头与测量柱保持分离状态。在使用时，刀具接触测量柱顶面并开始向下移动，当测量柱底面与触头瞬间接触时，电源形成回路，光源发出光信号，停止向下移动，记录当前坐标值。坐标定位完成后刀具向上移动，测量柱由于弹簧作用向上移动并与触头分离，这时线路断开，光源熄灭。其设计的原理是通过测量柱与触头的接触和分离来实现坐标Z轴的定位。

本发明的校正：

对刀仪在使用前需要进行对零校正，以检验目前使用的精度情况。本次设计的对刀仪所使用的校正块形状如图9-图10所示，采用压嵌式的校正方法。先将校正块插入测量柱T形下端处如图11所示，从图中可看出整个对刀仪的测量高度为标准50mm，其中测量柱T形上端尺寸为5mm，校正块厚度为5mm，对刀仪主体高度为40mm，预留间隙约为0.3mm。校正时用手下压测量柱顶部基准面，使测量柱T形下端面与校正块完全贴合。这时把密封胶10取出，用一字改锥（起子）插入圆柱套筒20底部的一字槽内，进行圆周旋转，调节圆柱套筒20上下移动量。当调节到触头12瞬间接触测量柱1底部时，电流形成回路，同时光源15点亮如图12所示，这时停止旋钮。取出一字改锥，把密封胶10盖上，完成校正过程。特别注意的是，螺纹配合之间会产生间隙，因此在圆柱套筒20的外螺纹底部嵌入了防松胶垫22，起到定位和防松的效果。

本发明对刀的工作过程：

如图13所示，将对刀仪放置在零件基准面上，然后移动刀具至对刀仪顶部基准面上，缓慢旋转机床手轮Z轴坐标向下移动，当刀具接触对刀仪顶部后继续缓慢向下移动（进给倍率调至最小×1），当移动至触头12与测量柱1底面接触瞬间时，光源15点亮如图14所示，记住当前Z轴机械坐标值，输入机床G54坐标系中Z轴，完成对刀操作。

Claims (9)

1.一种压盖式光电对刀仪，其特征在于：包括测量柱（1）、对刀仪主体（11）和圆柱套筒部件，所述的测量柱（1）的截面形状为T字形，所述的对刀仪主体（11）上开有纵向阶梯孔（111），纵向阶梯孔分为上部孔、中部孔和下部孔，纵向阶梯孔的直径从上往下依次变小，测量柱（1）通过弹簧Ⅰ（6）安装在上部孔中，测量柱上开有导向槽（101），上部孔的壁上设置有导向销（5），导向销的一端位于测量柱的导向槽（101）内，

所述的圆柱套筒部件包括圆柱套筒（20）、触头（12）、电池（16）和电路接通示意部件，所述的圆柱套筒上部开有触头安装槽，触头（12）通过弹簧Ⅱ（13）安装在触头安装槽中，弹簧Ⅱ与触头安装槽底面之间还设置有绝缘塑料垫片（14），触头安装槽上端通过绝缘圆环塑料（17）密封，触头穿出绝缘圆环塑料，圆柱套筒（20）下部开有电池安装槽，电池（16）和电路接通示意部件安装在电池安装槽内，电池、电路接通示意部件和触头依次通过电线连接，电池安装槽底端通过电池端盖（21）密封，圆柱套筒部件安装在对刀仪主体（11）纵向阶梯孔的下部孔内，圆柱套筒与下部孔通过螺纹连接，触头（12）位于测量柱（1）的下方，当触头与测量柱接触时，电池（16）、电路接通示意部件、触头（12）、测量柱（1）和对刀仪主体（11）形成工作回路。

2.根据权利要求1所述的压盖式光电对刀仪，其特征在于：所述的电路接通示意部件是光源（15），所述的对刀仪主体（11）上开有透光孔Ⅰ（7），透光孔Ⅰ端部通过透光端盖（8）密封，圆柱套筒的电池安装槽上开有透光孔Ⅱ（19），圆柱套筒外壁与对刀仪主体（11）纵向阶梯孔的中部孔内壁之间形成型腔（9），透光孔Ⅰ（7）、透光孔Ⅱ（19）均与型腔（9）连通。

3.根据权利要求1所述的压盖式光电对刀仪，其特征在于：所述的电路接通示意部件是无线发射器（23），该压盖式光电对刀仪还设置有用于接收无线发射器信号的接收器（24）。

4.根据权利要求1、2或3所述的压盖式光电对刀仪，其特征在于：连接有电池端盖的圆柱套筒端部开有便于旋转的一字槽（201）。

5.根据权利要求1、2或3所述的压盖式光电对刀仪，其特征在于：对刀仪主体（11）纵向阶梯孔的下部孔的下端通过密封胶（10）密封。

6.根据权利要求1、2或3所述的压盖式光电对刀仪，其特征在于：对刀仪主体（11）纵向阶梯孔的上部孔的上端与测量柱（1）之间通过密封圈（4）和圆环封盖（2）密封，圆环封盖端面低于对刀仪主体（11）的顶端平面。

7.根据权利要求1、2或3所述的压盖式光电对刀仪，其特征在于：所述的圆柱套筒外壁上还设置有防松胶垫（22）。

8.根据权利要求1、2或3所述的压盖式光电对刀仪，其特征在于：该压盖式光电对刀仪还包括有U形校正块（25）。

9.根据权利要求1、2或3所述的压盖式光电对刀仪，其特征在于：所述的测量柱（1）上部大端的尺寸与对刀仪主体（11）上端面的尺寸相同。