CN108015627A - 一种用于cnc机台探头的检测控制装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于CNC机台探头的检测控制装置及其控制方法，包括：装置本体；设置在所述装置本体上端的用于设置功能区的测头模块、转接头、探针、探头及调节组件；所述测头模块、所述转接头、所述探针设置在同一主轴线上，所述调节组件包括振动采集仪和触发过滤器。本发明通过在探针上设置振动采集仪和触发过滤器，当振动采集仪显示的振动指数超出了预设的振动指数范围时，发送信号至触发过滤器并控制探针暂停工作，串联的触发滤波器连续消除振动，当探针的振动指数恢复到预设的振动指数范围时，探针继续工作。本发明解决了现有CNC机台加工探测过程中由于振动引起探针弯曲或探头误触从而导致测量精度下降的问题。
Description
技术领域
本发明涉及CNC机台探头测量技术领域，尤其涉及一种用于CNC机台探头的检测控制装置及其控制方法。
背景技术
CNC是计算机数字控制机床(Computer number control)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。也就是说数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控(ComputerNumericalControl)，即简称CNC。
探针，是一种用于CNC加工探测的工具。探针安装在检测机台上使用，在检测机台的带动下触碰工件的表面轮廓，根据探针反馈给检测机台的位移信号，检测机台计算出工件的表面轮廓参数，并与预先记录于检测机台内的理论参考值（如工件尺寸）进行比对，得出实际值和理论值的偏差值。根据该偏差值可以区分合格品和不良品。探针的探头一般为圆柱形或者球形，对于轮廓形状为异形结构，在CNC加工探测过程中，常常会存在振动引起的干扰，如CNC机台外部信号对探头的干涉引起的振动，如：机台上自动对刀仪的信号与探头放大器信号的干涉引起的振动，机台与机台之间探头放大器的互相干涉引起的振动等，不仅会影响探测的稳定性和良率而且会导致探针变得弯曲或探头误触而使测量精度下降。
因此，现有技术还有待改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于CNC机台探头的检测控制装置及其控制方法，旨在解决现有CNC机台加工探测过程中由于振动引起探针弯曲或探头误触从而导致测量精度下降的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种用于CNC机台探头的检测控制装置，其中，包括：
装置本体；
设置在所述装置本体上端的用于设置功能区的测头模块；
设置在所述测头模块下部的用于连接测头模块和探针的转接头；
设置在所述装置本体下端的用于提供径向运动作用力的探针；
设置在所述探针下端部的用于触测工件的探头；
设置在所述探针上部的用于采集和调整探针振动度的调节组件；
所述测头模块、所述转接头、所述探针设置在同一主轴线上；
所述测头模块、所述调节组件分别与主控计算机连接。
所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其中，所述调节组件包括：
用于采集探针振动数据的振动采集仪；
用于消除探针振动弯曲和探头误触发的触发过滤器；
所述振动采集仪与所述触发过滤器通讯连接。
所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其中，所述测头模块具体包括：
用于固定装置本体的导柱；
用于提供电能的电池；
用于指示测头模块工作状态的指示灯。
所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其中，所述转接头下部设置有用于测量操作的测量机构。
所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其中，所述振动采集仪的采集端固定设置在探针的上部，其显示端设置于装置本体外部。
所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其中，所述触发过滤器为串联的两个或两个以上增强型触发过滤器。
所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其中，
所述探头材质包括红宝石、氮化硅和氧化锆；
所述探针材质包括钢、碳化钨、陶瓷和碳纤维。
一种如上所述的的用于CNC机台探头的检测控制装置的控制方法，其中，包括以下步骤：
预设探针的振动指数范围，启动测头模块；
当振动采集仪显示的振动指数超出了预设的振动指数范围时，发送信号至触发过滤器并控制探针暂停工作；
触发过滤器启动并消除振动；
当探针的振动指数恢复到预设的振动指数范围，则发送启动启动信号给测头模块；
测头模块接收到启动信号后，控制探针继续工作。
所述的用于CNC机台探头的检测控制装置的控制方法，其中，所述主控计算机控制所述测头模块、探针、振动采集仪、触发过滤器的操作程序，当其中的任一操作出现错误或故障时即发出警示并提示正确的操作步骤。
有益效果：本发明提供的一种用于CNC机台探头的检测控制装置及其控制方法，通过在探针上设置振动采集仪和触发过滤器，当振动采集仪显示的振动指数超出了预设的振动指数范围时，发送信号至触发过滤器并控制探针暂停工作，串联的增强型触发滤波器连续消除振动，当探针的振动指数恢复到预设的振动指数范围时，则启动测头模块控制探针继续工作。本发明有效解决了现有CNC机台加工探测过程中由于振动引起探针弯曲或探头误触从而导致测量精度下降的问题。
附图说明
图1为本发明所述的用于CNC机台探头的检测控制装置整体结构示意图。
图2为本发明所述的用于CNC机台探头的检测控制装置中调节组件的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种的用于CNC机台探头的检测控制装置及其控制方法。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1，图1为本发明所述的用于CNC机台探头的检测控制装置整体结构示意图。如图1所示，所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，包括：
装置本体100；
设置在所述装置本体上端的用于设置功能区的测头模块1；
设置在所述测头模块下部的用于连接测头模块和探针的转接头2；
设置在所述装置本体下端的用于提供径向运动作用力的探针3；
设置在所述探针下端部的用于触测工件的探头4；
设置在所述探针上部的用于采集和调整探针振动度的调节组件5；
所述测头模块1、所述转接头2、所述探针3设置在同一主轴线上；
所述测头模块1、所述调节组件5分别与主控计算机连接。
具体地，测头模块1的上端与CNC机台连接，测头模块1的功能区包括用于固定装置本体的导柱，用于提供电能的电池及用于指示测头模块工作状态的指示灯，还包括控制区、显示区等。所述转接头下部设置有用于测量操作的测量机构。如图2所示，所述调节组件5包括：用于采集探针3振动数据的振动采集仪511，用于消除探针振动弯曲和探头误触发的触发过滤器512，所述振动采集仪511与所述触发过滤器512通讯连接。所述振动采集仪511的采集端固定设置在探针3的上部，其显示端设置于装置本体100外部，所述触发过滤器512可以为串联的两个或两个以上增强型触发过滤器。
本实施中所述探头材质包括红宝石、氮化硅和氧化锆，所述探针材质包括钢、碳化钨、陶瓷和碳纤维。本实施例中，当振动采集仪511显示的振动指数超出了预设的振动指数范围时，发送信号至触发过滤器512并控制探针3暂停工作，启动串联的触发滤波器512并进行连续的消除振动工作，当探针3的振动指数恢复到预设的振动指数范围，则发送启动信号给测头模块1的控制区，测头模块1接收到启动信号后，控制探针3继续工作。
可见，本发明通过在探针上设置振动采集仪和触发过滤器，当振动采集仪显示的振动指数超出了预设的振动指数范围时，发送信号至触发过滤器并控制探针暂停工作，然后启动串联的增强型触发滤波器并连续消除振动，当探针的振动指数恢复到预设的振动指数范围时，则启动测头模块控制探针继续工作，有效解决了现有CNC机台加工探测过程中由于振动引起探针弯曲或探头误触从而导致测量精度下降的问题。
进一步地，基于以上用于CNC机台探头的检测控制装置，本发明还提供了一种用于CNC机台探头的检测控制装置的控制方法，包括以下步骤：
S100、预设探针的振动指数范围，启动测头模块；
S200、当振动采集仪显示的振动指数超出了预设的振动指数范围时，发送信号至触发过滤器的并控制探针暂停工作；
S300、触发滤波器启动并消除振动；
S400、当探针的振动指数恢复到预设的振动指数范围，则发送启动信号给测头模块；
S500、测头模块接收到启动信号后，控制探针继续工作。
具体实施时，首先，预设探针的振动指数范围，例如1.5-4.5 mm/s（单位：毫米每秒），启动测头模块开始工作。当振动采集仪显示的振动指数超出了预设的振动指数范围时，说明此时的振动强度已达到了导致探针弯曲的程度，从而导致探头的测量精度降低，则发送信号至触发过滤器同时暂停工作，启动串联的触发滤波器并进行连续的消除振动。优选的，串联的触发滤波器可以为2台以上增强型触发滤波器，可以尽可能的消除振动，从而消除振动对探针的影响。当探针的振动指数恢复到预设的振动指数范围，则发送启动信号给测头模块，测头模块接收到启动信号后，控制探针继续工作。
需要说明的是，所述主控计算机控制所述测头模块、探针、振动采集仪、触发过滤器的操作程序，当其中的任一操作出现错误或故障时即发出警示并提示正确的操作步骤。也就是说，本发明所述的用于CNC机台探头的检测控制装置的所有操作均由计算机系统控制，例如其中的参数数据，如振动指数范围、触发频率等，以及测头模块的霍尔传感器、发射二极管、接收二极管和状态LED等。当其中的任一操作出现错误或故障时即发出警示并提示正确的操作步骤，而这些操作程序均可通过PLC编程进行编写。
综上所述，本发明本发明提供的一种用于CNC机台探头的检测控制装置及其控制方法，包括：装置本体；设置在所述装置本体上端的用于设置功能区的测头模块；设置在所述测头模块下部的用于连接测头模块和探针的转接头；设置在所述装置本体下端的用于提供径向运动作用力的探针；设置在所述探针下端部的用于触测工件的探头；设置在所述探针上部的用于采集和调整探针振动度的调节组件；所述测头模块、所述转接头、所述探针设置在同一主轴线上；所述测头模块、所述调节组件分别与主控计算机连接。本发明通过在探针上设置振动采集仪和触发过滤器，当振动采集仪显示的振动指数超出了预设的振动指数范围时，发送信号至触发过滤器并控制探针暂停工作，串联的增强型触发滤波器消除振动，当探针的振动指数恢复到预设的振动指数范围时，则启动测头模块控制探针继续工作，有效解决了现有CNC机台加工探测过程中由于振动引起探针弯曲从而导致测量精度下降的问题。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于CNC机台探头的检测控制装置，其特征在于，包括：
装置本体；
设置在所述装置本体上端的用于设置功能区的测头模块；
设置在所述测头模块下部的用于连接测头模块和探针的转接头；
设置在所述装置本体下端的用于提供径向运动作用力的探针；
设置在所述探针下端部的用于触测工件的探头；
设置在所述探针上部的用于采集和调整探针振动度的调节组件；
所述测头模块、所述转接头、所述探针设置在同一主轴线上；
所述测头模块、所述调节组件分别与主控计算机连接。
2.根据权利要求1所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其特征在于，所述调节组件包括：
用于采集探针振动数据的振动采集仪；
用于消除探针振动弯曲和探头误触发的触发过滤器；
所述振动采集仪与所述触发过滤器通讯连接。
3.根据权利要求2所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其特征在于，所述测头模块具体包括：
用于固定装置本体的导柱；
用于提供电能的电池；
用于指示测头模块工作状态的指示灯。
4.根据权利要求3所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其特征在于，所述转接头下部设置有用于测量操作的测量机构。
5.根据权利要求4所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其特征在于，所述振动采集仪的采集端固定设置在探针的上部，其显示端设置于装置本体外部。
6.根据权利要求5所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其特征在于，所述触发过滤器为串联的两个或两个以上增强型触发过滤器。
7.根据权利要求6所述的用于CNC机台探头的检测控制装置，其特征在于，
所述探头材质包括红宝石、氮化硅和氧化锆；
所述探针材质包括钢、碳化钨、陶瓷和碳纤维。
8.一种如权利要求1-7所述的用于CNC机台探头的检测控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
预设探针的振动指数范围，启动测头模块；
当振动采集仪显示的振动指数超出了预设的振动指数范围时，发送信号至触发过滤器并控制探针暂停工作；
触发过滤器启动并消除振动；
当探针的振动指数恢复到预设的振动指数范围，则发送启动信号给测头模块；
测头模块接收到启动信号后，控制探针继续工作。
9.根据权利要求8所述的用于CNC机台探头的检测控制装置的控制方法，其特征在于，所述主控计算机控制所述测头模块、探针、振动采集仪、触发过滤器的操作程序，当其中的任一操作出现错误或故障时即发出警示并提示正确的操作步骤。
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