CN109048498A - 一种可自动寻边系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种可自动寻边系统，包括寻边装置和控制装置，所述寻边装置用于采集寻边信号并将该信号传递给控制装置；所述控制装置与外部机械设备的控制系统电性或/和机械连接，用于根据寻边装置发出的无线寻边信号通过电性或/和机械方法控制机械设备的控制系统，实现自动寻边。本发明的可自动寻边系统不仅提高了检测精度，降低产品生产难度，减小盲区范围，而且能检测小孔的边缘和深度，以及曲面工件的边缘。

Description

一种可自动寻边系统
技术领域
本发明涉及检测设备技术，特别是一种可自动寻边系统。
背景技术
在机械加工过程中，各种钻床、车床、铣床、加工中心等机械经常需要利用寻边器寻找工件的边缘，结合光栅尺建立坐标，从而给刀具与工件进行精确定位。目前寻边器大概分机械式与光电式两类。
机械式寻边器利用机械的高速转动带动寻边器转动，根据寻边器上下两段的重合状况判定对边情况，使用中对于操作工人的技术与视力都要求较高，使用较繁琐，已成淘汰趋势。
目前的光电式寻边器使用简单，但也存在以下问题：
1.体积较大，夹持不便，且1OMM以下为盲区；
2.寻边器的检测头尺寸大，不能检测小孔边缘；
3.寻边器的检测头不能竖向伸缩，不能进行竖向寻边；
4.寻边器的检测头为球形，难以准确触碰曲面工件边缘；
5.寻边器的检测头为非标准件，精度差；
6.寻边器检测头的回位性能差，导致重复精度较差；
7.目前的光电寻边器不能实现自动寻边、定位；
8.目前的光电寻边器不能用于非导体工件的寻边。
此外，工件翻面装夹对刀时，毛坯顶部边缘留有的加工余量会遮挡已加工表面，一般寻边器无法接触已加工表面，无法利用已加工表面作为对刀精基准。
发明内容
本发明提出了一种可自动寻边系统，解决现有技术难以自动或手动进行精确定位的问题。
实现本发明的技术解决方案为：一种可自动寻边系统，包括用于采集寻边信号的寻边装置，所述寻边装置包括壳体、置于壳体前端的精度为0.1-1微米的针规以及自动回位装置、置于壳体内的第一控制主板以及与第一控制主板电性连接的电源模块，所述针规的一端与自动回位装置的一端连接，所述自动回位装置的另一端与外壳固定，并与第一控制主板电性连接，所述第一控制主板用于响应于针规采集到的寻边信号发出声音和光信号，其中，所述自动回位装置(20)为回位弹簧(3)，所述回位弹簧(3)设有弹簧天线(4)，弹簧天线(4)与第一控制主板(12)电性连接。
优选地，可自动寻边系统还包括控制装置，所述控制装置与外部机械设备的控制系统电性或/和机械连接，用于根据寻边装置发出的无线寻边信号通过电性或/和机械方法控制机械设备的控制系统，实现自动寻边。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)本发明采用标准化的高精度、小直径针规为检测头，不仅提高检测精度，降低产品生产难度，减小盲区范围，而且能检测小孔的边缘和深度，以及曲面工件的边缘；(2)本发明采用高强度的回位弹簧支撑检测头，既能保障检测头能竖向、横向偏移，又保证检测头能精准回位，从而提高了寻边装置的重复精度，并能进行竖向寻边；(3)本发明在针规上套装一个高精度圆盘，能够用于工件翻面装夹对刀时，对已加工表面的寻边。当加工余量大时，还可通过套杆夹持寻边装置，利用针规端面对已加工表面进行寻边。
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
附图说明
图1为本发明实施例1中寻边装置的构造示意图。
图2为本发明实施例2中寻边装置的外部示意图。
图3为本发明实施例3中带圆盘和夹持杆的寻边装置外部示意图。
图4为本发明实施例4中横装夹持杆的寻边装置外部示意图。
图5为本发明中控制装置示意图。
具体实施方式
一种可自动寻边系统，包括用于采集寻边信号的寻边装置，所述寻边装置包括壳体18、置于壳体18前端的针规1以及自动回位装置20、置于壳体18内的第一控制主板12以及与第一控制主板12电性连接的电源模块15，所述针规1的一端与自动回位装置20的一端连接，所述自动回位装置20的另一端与外壳固定，并与第一控制主板12电性连接。所述第一控制主板12用于响应于针规采集到的寻边信号发出声音和光信号并同时将无线寻边信号发送给控制装置。其中，所述自动回位装置(20)具体为回位弹簧(3)，所述回位弹簧(3)设有弹簧天线(4)，弹簧天线(4)与第一控制主板(12)电性连接
所述寻边装置工作流程为：高精度圆盘/针规触碰工件边缘时，电池正极通过外壳、机械设备、工件将电流通过针规1、自动回位装置20输入至第一控制主板12，该电流经第一控制主板12的三极管放大电路放大后驱动灯珠发光、蜂鸣器发声，并同时触发无线通讯模块发出无线寻边信号，可根据灯珠的发光信号以及蜂鸣器的发声信号人工停止给进，实现人工寻边。本发明中增加了三极管放大电路，对于非导体工件，虽然其电阻大，不能传导电流，但只要在其表面涂少量电解液，仍然传递微弱的电信号，也就能经放大电路进行信号放大，从而实现对边功能。
进一步的实施例中，可自动寻边系统还包括控制装置，所述控制装置与外部机械设备的控制系统电性或/和机械连接，用于根据寻边装置发出的无线寻边信号通过电性或/和机械方法控制机械设备的控制系统，实现自动寻边。通过无线通讯及时将触碰信息传递至控制装置，再通过控制装置，利用电性或机械的方法操控机械设备的控制系统，进而控制其动作系统，实现自动寻边。
进一步的实施例中，结合图5所示，所述控制装置包括第二控制主板31、以及与第二控制主板31连接的无线接收模块32；在一些实施例中，通过数据线将插口34与机械设备的控制系统连接，从而实现控制装置与机械设备的电性连接，无线寻边信号经过第二控制主板31解码处理后传递至机械设备的控制系统，从而控制机械设备运作；在一些实施例中，通过螺丝、吸盘、挂绳将控制装置固定在机械控制系统的按键位置实现机械连接，利用电磁铁自动敲击按键，从而控制机械设备。
进一步的实施例中，所述第一控制主板12包括蜂鸣器8、LED灯珠9、无线通讯模块、三极管放大电路、电源输入与处理电路、信号输入电路。寻边信号依次经过信号输入电路、三极管放大电路，然后通过无线通讯模块传递给控制装置，同时触发蜂鸣器8和LED灯珠9。所述壳体18与蜂鸣器8、LED灯珠9正对的位置分别设有传声孔11、透光孔10，壳体18端部设有后盖16，在某些实施例中，后盖16端面平整，内表面设有外螺纹和台阶，通过与设置在壳体18的内螺纹和台阶与壳体精密连接，从而压紧电池，与电池正极、外壳实现电性连接。在后盖上设置内螺纹，通过安装小直径的夹持杆，方便寻边装置的夹持。当夹持杆横向安装在后盖上，还可以进行横向深度、竖向厚度的、台阶高度的测量。此外，利用套筒夹持寻边装置，可安装在车床的刀架、铣床的拖板上，用于其他用途的测量、定位。
进一步的实施例中，所述电源模块15外设有绝缘套14。
进一步的实施例中，第一控制主板12与电源模块15通过弹簧13连接。
进一步的实施例中，所述寻边装置后盖设有夹持部，用于将寻边装置安装在机械设备上，在其他实施例中，夹持部为夹持外壳或夹持杆，夹持杆为附加的小直径杆件或套杆，通过螺纹/螺丝/套筒与外壳连接。
进一步的实施例中，所述自动回位装置20与壳体18之间采用粘接剂嵌固绝缘环6,并在第一控制主板12与绝缘环6之间设置绝缘圆片7隔离第一控制主板12与粘接剂，同时可利用粘接剂固化之前的塑性进行针规的精准定位。
进一步的实施例中，所述针规1上套装高精度圆盘21，用于触碰工件下部边缘。
从而，本发明的可自动寻边系统利用针规解决了寻边器的高精度问题。与现有技术方案采用球体为检测头不同，本发明采用高精度、标准化的针规为检测头。由于针规是高精度、标准化的孔径测量工具，其外径、外圆精度远高于现有寻边器上的球，小直径针规也适用于小孔的寻边、测深、量高。本发明利用回力弹簧解决了针规的横向与竖向偏移，以及精确回位的问题，提高了寻边装置的重复精度。本发明利用寻边装置和控制装置组合，实现了寻边的自动化。本发明利用针规、圆盘和夹持杆，实现了寻边器的多功能化。
下面结合实施例进行更详细的描述。
实施例1
如图1所示，本实施例的可自动寻边系统，采用精度0.001毫米、直径2毫米、长度20毫米的白钢材质针规1，通过过盈配合装入连接套管2中；连接套管2采用外径5.0毫米、内经1.99毫米的304不锈钢精密管，通过过盈配合装入回位弹簧中；回位弹簧3采用内经6.9毫米、线径1.0毫米的不锈钢弹簧，以硅胶管作为弹性护套5；第一控制主板12集成433MHz射频发射模块、蜂鸣器8、LED灯珠9、三极管放大电路、电源输入与处理电路、信号输入电路，并通过弹簧13与电源模块15相连；本实施例中电源模块15采用三节AG13纽扣电池，外套PVC绝缘套；弹簧天线4采用纯铜弹簧天线，外套热缩管，并与主板焊接。
上述部件组装好之后，套上硅胶绝缘圆片7，插入壳体18内，并使LED灯珠9对准透光孔10，蜂鸣器8对准传声孔11。向回位弹簧3与壳体1的间隙内注入环氧树脂，嵌入绝缘环6，校准针规1位置，进行临时固定，等待树脂固化。本实施例中绝缘环6采用外径12毫米、内径8毫米、高12毫米的精密瓷眼，外壳采用外径16毫米、内径12毫米的精密不锈钢管，并用数控机床进行打孔、车牙、车光端面。
后盖16与夹持杆17采用304不锈钢棒通过车床加工成一个整体。
夹持杆17与后盖16连接的部分、后盖16、壳体1、绝缘环6、回位弹簧3、连接套管2和针规1同轴心。
实施例2
如图2所示，本实施例的可自动寻边系统，采用精度0.001毫米、直径4毫米、长度30毫米的钨钢材质针规1，通过过盈配合直接装入回位弹簧3中。后盖16采用201不锈钢滚花棒加工而成。本例不设夹持杆、连接套管、圆盘，其他做法同实施例1。
实施例3
如图3所示，本实施例的可自动寻边系统，实在施例1的基础上增加高精密圆盘21，用于翻装工件的成熟面寻边。圆盘21利用高精度不锈钢码盘为盘面，利用精密铜夹头作为其固定座。将码盘固定在针规上，并确保其与针规同轴心。
实施例4
如图4所示，本实施例的可自动寻边系统，无线通讯模块采用蓝牙无线通讯，后盖设有内螺纹，通过螺丝横装夹持杆，其他做法同实施例1。本实施例适用于工件侧面深处的寻边。

Claims (9)

1.一种可自动寻边系统，其特征在于，包括用于采集寻边信号的寻边装置，所述寻边装置包括壳体(18)、置于壳体(18)前端的精度为0.1-1微米的针规(1)、自动回位装置(20)、置于壳体(18)内的第一控制主板(12)，以及与第一控制主板(12)电性连接的电源模块(15)，所述针规(1)的一端与自动回位装置(20)的一端连接，所述自动回位装置(20)的另一端与所述壳体(18)固定，并与第一控制主板(12)电性连接，所述第一控制主板(12)用于响应于针规采集到的寻边信号，并发出声、光指示，其中，所述自动回位装置(20)为回位弹簧(3)，所述回位弹簧(3)设有弹簧天线(4)，弹簧天线(4)与第一控制主板(12)电性连接。
2.根据权利要求1所述的可自动寻边系统，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置与外部机械设备的控制系统电性或/和机械连接，用于根据寻边装置发出的无线寻边信号通过电性或/和机械方法控制机械设备的控制系统，实现自动寻边。
3.根据权利要求2所述的可自动寻边系统，其特征在于，所述控制装置包括第二控制主板(31)以及与第二控制主板(31)连接的无线接收模块(32)。
4.根据权利要求1所述的可自动寻边系统，其特征在于，所述第一控制主板(12)包括蜂鸣器(8)、LED灯珠(9)、无线通讯模块、三极管放大电路、电源输入与处理电路、信号输入电路。
5.根据权利要求1所述的可自动寻边系统，其特征在于，所述电源模块(15)外设有绝缘套(14)。
6.根据权利要求1所述的可自动寻边系统，其特征在于，所述第一控制主板(12)与电源模块(15)通过弹簧(13)连接。
7.根据权利要求1所述的可自动寻边系统，其特征在于，所述寻边装置后盖(16)设有夹持部(17)，用于将寻边装置安装在机械设备上。
8.根据权利要求1所述的可自动寻边系统，其特征在于，所述自动回位装置(20)与壳体(18)之间采用粘接剂嵌固绝缘环(6),并在第一控制主板(12)与绝缘环(6)之间设置绝缘圆片(7)。
9.根据权利要求1所述的可自动寻边系统，其特征在于，所述针规(1)上配套精度为0.1-1um的圆盘(21)。
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