CN108789153A - 一种刀具参数检测机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磨刀机技术领域，具体涉及一种刀具参数检测机构及方法，刀具参数检测机构用于安装在数控磨刀机的数控滑台上，包括固定在数控滑台上的安装底板、滑台机构、第一检测件和第二检测件，所述第一检测件和所述滑台机构均固定设置在所述安装底板上，第一检测件位于所述滑台机构的一侧，所述第二检测件安装于所述滑台机构上，第二检测件在滑台机构的驱动下可相对安装底板运动。有益效果是：刀具参数检测机构可安装于数控磨刀机的数控滑台上，方便控制并获取刀具的参数，实现铣刀、丝锥、钻头、匕首等典型刃面的参数化编程及运动译码控制。本发明还综合考虑了数控磨刀机各机构的运转空间，第二检测件根据是否工作可相对安装底板收缩或展开。

Description

一种刀具参数检测机构及方法

技术领域

本发明涉及磨刀机技术领域，具体涉及一种刀具参数检测机构及方法。

背景技术

磨刀机是指采用砂轮对刀片进行磨削的设备，主要分为手工磨刀机和自动磨刀机。现在为了提高生产效率大多采用数控磨刀机。

高精度复杂刃形合金刀具的出现和广泛应用，使得自动数控磨刀机成为切削刀具生产以及二次修磨的关键重要设备之一。经国内外资料检索后分析显示，目前发达国家已经掌握复杂刃形刀具的数控磨削关键核心技术，并研发出相应的全自动数控磨刀机。由于国内数控技术起步相对较晚，系统整体设计以及关键功能部件的研发相对迟缓，已经无法满足近几年市场快速增长的需求。

例如，中国专利CN105397579B公开的一种全自动数控磨刀机，包括工作台和控制箱，所述控制箱设置在工作台的一侧，所述工作台上设置有第一水平导轨、磨刀架、送料装置和卸料装置，所述卸料装置和磨刀架设置在第一水平导轨的同一侧，所述送料装置设置在第一水平导轨的末端的上方，所述第一水平导轨上方设置有与之垂直交叉的第二水平导轨，所述第二水平导轨上方设置有滑动座，所述滑动座上设置有一个回转台，所述回转台的顶部输出端连接设置有一个L形弯板，所述L形弯板内侧设置有一个刀片装夹装置，所述控制箱内设置有数控装置，所述卸料装置包括指向刀片装夹装置的卸料杆和摆动装置，所述摆动装置与卸料杆相连接以驱动其定角度摆动，所述数控装置与摆动装置相连接以控制其运转。

上述全自动数控磨刀机缺少一种检测刀具的装置，在高精度、复杂刃形的加工中，需要对刀长和刃角进行检测，以符合加工要求，从而对加工程序进行数控编程。现有的数控磨刀机与刀具检测装置非一体安装，检测刀具非常麻烦。

上述缺陷的存在，使现在用于复杂刃形刀具制造与修磨的全自动数控磨刀机非常依赖进口，但这类设备往往价格非常昂贵且受到西方国家的层层限制，很大程度上影响了复杂刃形刀具的生产制造以及相关的应用推广。

综上，现在迫切需要一种刀具参数检测机构应用于自动数控磨刀机中，能自动完成检测从而进行后续加工。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种刀具参数检测机构及方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种刀具参数检测机构，用于安装在数控磨刀机的数控滑台上，包括固定在数控滑台上的安装底板、滑台机构、第一检测件和第二检测件，所述第一检测件和所述滑台机构均固定设置在所述安装底板上，第一检测件位于所述滑台机构的一侧，所述第二检测件安装于所述滑台机构上，第二检测件在滑台机构的驱动下可相对安装底板运动。

优选的，所述第一检测件包括第一安装座，第一安装座与安装底板固定连接，第一安装座上设置有刀长检测传感器。

优选的，所述第二检测件包括第二安装座，所述第二安装座设置在所述滑台机构上，第二安装座上设置有刃角检测传感器。

优选的，所述刀长检测传感器为接触式精密定位传感器。

优选的，所述刃角检测传感器为偏心接触式精密定位传感器，或光纤对射式传感器，或穿透式激光辨别传感器。

本发明还提供了一种刀具参数检测方法，包括以下步骤：

步骤S1，将安装底板固定在数控磨刀机的数控滑台上，数控滑台驱动安装底板并带动第一检测件通过数控滑台移动至与待测刀具相对处；

步骤S2，将待测刀具调整至第一检测件相应的检测位置，第一检测件获取刀具的刀长数据，完成初次对刀；

步骤S3，第二检测件通过滑台机构沿远离安装底的方向移动以提供给刀具检测空间；

步骤S4，调整待测刀具至第二检测件的相应的检测位置，第二检测件获取刀具的刃角数据，完成二次对刀；

步骤S5，滑台机构将第二检测件归位至安装底板的上方。

优选的，所述步骤S1包括；在安装底板上安装第一安装座，在第一安装座上设置刀长检测传感器，第一安装座和刀长检测传感器构成第一检测件。

优选的，所述步骤S3包括；在滑台机构上安装第二安装座，在第二安装座上设置刃角检测传感器，第二安装座和刃角检测传感器构成第二检测件。

优选的，所述刀长检测传感器为接触式精密定位传感器，所述步骤S2包括：位于接触式精密定位传感器的端部的合金圆片式测头与待测刀具的刀尖接触获取刀长数据。

优选的，所述刃角检测传感器为偏心接触式精密定位传感器，或光纤对射式传感器，或穿透式激光辨别传感器，所述步骤S4包括：

步骤S41，通过安装于偏心接触式精密定位传感器端部的指形触块与刀刃接触获取刃角数据；

或步骤S42，待测刀具调整至固定在第二安装座上的光纤对射式传感器对射的空间范围内，与刀轴线倾斜一定角度，刀刃旋转遮挡光束来判断初始刃角，获取刃角数据；

或步骤S43，待测刀具调整至固定在第二安装座上的穿透式激光辨别传感器的对射空间的中间，刀刃旋转遮挡线光束大小来判断初始刃角。

本发明与现有技术相比，有益效果是：刀具参数检测机构可安装于数控磨刀机的数控滑台，方便控制并获取刀具的参数，实现铣刀、丝锥、钻头、匕首等典型刃面的参数化编程及运动译码控制。本发明还综合考虑了数控磨刀机各机构的运转空间，第二检测件根据是否工作可相对安装底板收缩或展开。

另外，本发明可使数控磨刀机不限于常规钻头、铣刀、丝锥、匕首的修磨，程序定制后可拓展用于其他非标刀具的修磨。

附图说明

图1为实施例1的刀长检测结构主视图

图2为实施例1的刀长检测结构侧视图。

图3为实施例1的刀长检测结构俯视图。

图4为实施例1的刃角检测结构主视图。

图5为实施例1的刃角检测结构侧视图。

图6为实施例1的刃角检测结构俯视图。

图7为实施例2的刀长检测结构主视图。

图8为实施例2的刀长检测结构侧视图。

图9为实施例2的刀长检测结构俯视图。

图10为实施例2的刃角检测结构主视图。

图11为实施例2的刃角检测结构侧视图。

图12为实施例2的刃角检测结构俯视图。

图13为实施例3的刀长检测结构主视图。

图14为实施例3的刀长检测结构侧视图。

图15为实施例3的刀长检测结构俯视图。

图16为实施例3的刃角检测结构主视图。

图17为实施例3的刃角检测结构侧视图。

图18为实施例3的刃角检测结构俯视图。

图19为刀具参数检测机构安装在数控磨刀机上结构简易图。

图中，1安装底板，2滑台机构，3第一检测件，3-1第一安装座，3-2刀长检测传感器，4第二检测件，4-1第二安装座，4-2刃角检测传感器，5数控滑台。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。

实施例1：如图19所示，一种刀具参数检测机构，可安装在数控磨刀机的数控滑台5上，自动控制检测，如图1-6所示，刀具检测装置包括固定在数控滑台5上的安装底板1、滑台机构2、第一检测件3和第二检测件4，所述第一检测件3和所述滑台机构2分别固定设置在所述安装底板1的左侧和右侧，安装底板1呈L形，第一检测件3和滑台机构2垂直分布在安装底板1上。第一检测件3位于所述滑台机构2的一侧，所述第二检测件4安装于所述滑台机构2上，第二检测件4在滑台机构2的驱动下可相对安装底板1运动。

其中，滑台机构2为气动滑台，气动滑台与数控磨刀机的电气控制柜电连接，受电气控制柜控制。气动滑台沿刀长方向布置。

所述第一检测件3包括L形的第一安装座3-1，第一安装座3-1与安装底板1固定连接，第一安装座3-1垂直滑台机构2设置。第一安装座3-1上设置有刀长检测传感器3-2，刀长检测传感器3-2通过螺栓垂直固定在L形的第一安装座3-1上，且与待测刀具的刀长同方向。

所述第二检测件4包括第二安装座4-1，所述第二安装座4-1设置在所述滑台机构2上，第二安装座4-1上设置有刃角检测传感器4-2。刃角检测传感器4-2与刀长检测传感器3-2相错，刀长检测传感器3-2在刃角检测传感器4-2的左侧，且刃角检测传感器4-2检测朝向垂直于待测刀具的刀刃上。

所述刀长检测传感器3-2为接触式精密定位传感器。所述刃角检测传感器4-2为偏心接触式精密定位传感器，或光纤对射式传感器，或穿透式激光辨别传感器。

本实施例还提供了一种刀具参数检测方法，包括以下步骤：

步骤S1，将安装底板1固定在数控磨刀机的数控滑台5上，数控滑台5驱动安装底板1并带动第一检测件3通过数控滑台5移动至与待测刀具相对处；

步骤S2，将待测刀具调整至第一检测件3相应的检测位置，第一检测件3获取刀具的刀长数据，完成初次对刀；

步骤S3，第二检测件4通过滑台机构2沿远离安装底的方向移动以提供给刀具检测空间；

步骤S4，调整待测刀具至第二检测件4的相应的检测位置，第二检测件4获取刀具的刃角数据，完成二次对刀；

步骤S5，滑台机构2将第二检测件4归位至安装底板1的上方。

所述步骤S1包括：在安装底板1上安装第一安装座3-1，在第一安装座3-1上设置刀长检测传感器3-2，第一安装座3-1和刀长检测传感器3-2构成第一检测件3。

所述步骤S3包括：在滑台机构2上安装第二安装座4-1，在第二安装座4-1上设置刃角检测传感器4-2，第二安装座4-1和刃角检测传感器4-2构成第二检测件4。

本实施例中，所述刀长检测传感器3-2采用接触式精密定位传感器，所述步骤S2包括：位于接触式精密定位传感器的端部的合金圆片式测头与待测刀具的刀尖接触获取刀长数据。

接触式精密定位传感器的端部安装有合金圆片式测头，通过调节待测刀具和接触式精密定位传感器的位置，可使该合金圆片式测头与刀尖接触，根据此时接触式精密定位传感器所处的方向位置检测出待测刀胚的初始刀长，为刀具磨削提供初始长度数据。

本实施例中，所述刃角检测传感器4-2采用偏心接触式精密定位传感器，所述步骤S4包括：步骤S41，通过安装于偏心接触式精密定位传感器端部的指形触块与刀刃接触获取刃角数据。

偏心接触式精密定位传感器通过第二安装座4-1固定在气动滑台上，指形触块安装于偏心接触式精密定位传感器的端部，与刀刃接触检测为刀具磨削提供初始刃角数据。

所述气动滑台可在需要刃磨时，控制刃角检测传感器4-2往后移动，提供刀具调整的空间，或，刃磨结束后，控制刃角检测传感器4-2往前移动至与刀刃相对，进行对刀。

此外，本发明的刃角检测传感器4-2可采用另外两种传感器，在这两种方案中，刀长检测传感器3-2均采用接触式精密定位传感器。这两种方案刀长检测和刃角检测时各自的结构如下：

实施例2：如图7-12所示，在实施例1的基础上，所述刃角检测传感器4-2采用的是光纤对射式传感器。所述步骤S4包括：步骤S42，待测刀具调整至固定在第二安装座4-1上的光纤对射式传感器对射的空间范围内，与刀轴线倾斜一定角度，刀刃旋转遮挡光束来判断初始刃角，获取刃角数据。

通过第二安装座固定在气动滑台上，与刀胚轴线倾斜一定角度，刀刃旋转遮挡光束来判断初始刃角，非常适合小尺寸刀具的无应力非接触式刃角检测。

实施例3：如图13-18所示，在实施例1的基础上，所述刃角检测传感器4-2采用的是穿透式激光辨别传感器。所述步骤S4包括：步骤S43，待测刀具调整至固定在第二安装座4-1上的穿透式激光辨别传感器的对射空间的中间，刀刃旋转遮挡线光束大小来判断初始刃角。

穿透式激光辨别传感器通过第二安装座水平固定在气动滑台上，通过刀刃旋转遮挡线光束大小来判断初始刃角，非常适合匕首片状刀具的非接触式刃角检测。

本发明的工作原理：

刀具参数检测机构与数控磨刀机的控制器连接，打开刀具刃磨专用编程控制软件，通过LCD显示器、键盘、鼠标选择对应刀具类型。选择好相应的刀具类型后，设置刀具的刀刃参数、磨刀砂轮的几何参数以及其它工艺参数等。

按下工作按钮后，磨刀机驱动数控模块控制刀具参数检测机构移动，安装在第一安装座3-1上的接触式精密定位传感器移动至待测刀具相对的位置。

调整刀具的位置，直至安装于接触式精密定位传感端部的合金圆片式测头接触到待测刀具的刀尖。根据此时接触式精密定位传感器所处的方向位置检测出待测刀具的初始刀长，为刀具磨削提供初始长度数据进行初次对刀。

完成初次对刀后再二次对刀，进行刃角检测。此时固定在安装底板1右侧的气动滑台通过气缸的伸出将通过第二安装座4-1固定在气动滑台前部的刃角检测传感器4-2推到前端，调整刀具的位置至相应的检测位置进行二次刃角对刀。

对于刃角对刀中，刃角检测传感器4-2的选择有三种可选方案，不同的方案其刃角对刀过程以及对刀姿态会有差别，具体为：

刃角检测传感器4-2为偏心接触式精密定位传感器时，通过气动滑台的气缸伸出将偏心接触式精密定位传感器沿Y轴推到前端，调整刀具的位置，直到刀刃接触到安装于偏心接触式精密定位传感器的端部的指形触块。

刃角检测传感器4-2为光纤对射式传感器时，其通过第二安装4-1座固定在气动滑台上，相对刀具轴线倾斜一定角度。气动滑台通过气缸的伸出将光纤对射式传感器推到前端，此时控制磨刀机调整刀具位置，直至整个待测刀具到达光纤对射式传感器对射的空间范围内，遮挡住对射的光束。

刃角检测传感器4-2为穿透式激光辨别传感器时，通过第二安装座4-1固定在气动滑台上。气动滑台通过气缸的伸出将光纤对射式传感器推到前端，此时控制磨刀机调整刀具离，直至待测刀具到达激光传感器对射空间的中间，遮挡住激光线光束。

刃角对刀完成后，气动滑台通过驱动刃角检测传感器4-2往后移动，完成收缩，将刃角检测传感器4-2传动至气动滑台的尾端。

通过上述刃角检测传感器4-2接收到的信号，为刀具磨削提供初始刃角数据，显示在数控磨刀机的LCD显示器上，数控磨刀机得到刀具的检测数据之后，可自动对刀具进行加工。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种刀具参数检测机构，用于安装在数控磨刀机的数控滑台上，其特征在于，包括固定在数控滑台上的安装底板、滑台机构、第一检测件和第二检测件，所述第一检测件和所述滑台机构均固定设置在所述安装底板上，第一检测件位于所述滑台机构的一侧，所述第二检测件安装于所述滑台机构上，第二检测件在滑台机构的驱动下可相对安装底板运动。

2.根据权利要求1所述的一种刀具参数检测机构，其特征在于，所述第一检测件包括第一安装座，第一安装座与安装底板固定连接，第一安装座上设置有刀长检测传感器。

3.根据权利要求1所述的一种刀具参数检测机构，其特征在于，所述第二检测件包括第二安装座，所述第二安装座设置在所述滑台机构上，第二安装座上设置有刃角检测传感器。

4.根据权利要求1所述的一种刀具参数检测机构，其特征在于，所述刀长检测传感器为接触式精密定位传感器。

5.根据权利要求1所述的一种刀具参数检测机构，其特征在于，所述刃角检测传感器为偏心接触式精密定位传感器，或光纤对射式传感器，或穿透式激光辨别传感器。

6.一种刀具参数检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，将安装底板固定在数控磨刀机的数控滑台上，数控滑台驱动安装底板并带动第一检测件通过数控滑台移动至与待测刀具相对处；

步骤S2，将待测刀具调整至第一检测件相应的检测位置，第一检测件获取刀具的刀长数据，完成初次对刀；

步骤S3，第二检测件通过滑台机构沿远离安装底的方向移动以提供给刀具检测空间；

步骤S4，调整待测刀具至第二检测件的相应的检测位置，第二检测件获取刀具的刃角数据，完成二次对刀；

步骤S5，滑台机构将第二检测件归位至安装底板的上方。

7.根据权利要求6所述的一种刀具参数检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括：在安装底板上安装第一安装座，在第一安装座上设置刀长检测传感器，第一安装座和刀长检测传感器构成第一检测件。

8.根据权利要求6所述的一种刀具参数检测方法，其特征在于，所述步骤S3包括：在滑台机构上安装第二安装座，在第二安装座上设置刃角检测传感器，第二安装座和刃角检测传感器构成第二检测件。

9.根据权利要求7所述的一种刀具参数检测方法，其特征在于，所述刀长检测传感器为接触式精密定位传感器，所述步骤S2包括：位于接触式精密定位传感器的端部的合金圆片式测头与待测刀具的刀尖接触获取刀长数据。

10.根据权利要求8所述的一种刀具参数检测方法，其特征在于，所述刃角检测传感器为偏心接触式精密定位传感器，或光纤对射式传感器，或穿透式激光辨别传感器，所述步骤S4包括：

步骤S41，通过安装于偏心接触式精密定位传感器端部的指形触块与刀刃接触获取刃角数据；

或步骤S42，待测刀具调整至固定在第二安装座上的光纤对射式传感器对射的空间范围内，与刀轴线倾斜一定角度，刀刃旋转遮挡光束来判断初始刃角，获取刃角数据；

或步骤S43，待测刀具调整至固定在第二安装座上的穿透式激光辨别传感器的对射空间的中间，刀刃旋转遮挡线光束大小来判断初始刃角。