CN111266927A - 一种机床刀具检测装置及具有其的机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机床刀具检测装置及具有其的机床，该装置与刀库系统电连接，包括：安装座；驱动组件，驱动组件垂直固定安装在安装座上；可移动组件，可移动组件顶部与驱动组件传动连接；刀具检测组件，刀具检测组件顶部与可移动组件底部固定连接，刀具检测组件底部与待检测刀具接触；控制器，控制器设置在驱动组件上，且均与驱动组件、刀具检测组件和刀库系统电连接；与控制器电连接的机床报警器。工作时，可移动组件带动刀具检测组件与待检测刀具接触时，刀具检测组件产生反馈信号至控制器，控制器控制驱动组件停止工作，并将驱动组件实际运动位置数值与刀库系统中的理论位置数值进行比较，若比较值较大，则为刀具异常，机床报警器报警。

Description

一种机床刀具检测装置及具有其的机床
技术领域
本发明涉及机床刀具检测装置技术领域，更具体的说是涉及一种机床刀具检测装置及具有其的机床。
背景技术
随着机械加工行业对加工精度及加工成本控制的要求越来越高，数控机床加工领域越来越占主导地位，自带刀库的大中型数控机床在大批量、高复杂、高精度加工领域越来越得到利用。
在机械加工过程中，当刀具在加工完某一工序后，往往需要回到刀库中更换下一工序所需要的刀具，但是，作业完成后的刀具可能出现掉刀或断刀或刀具破损的现象，如果不及时对刀具进行检测，采取措施，将带来严重损失。
因此，如何提供一种能够检测刀具换刀时，刀具是否存在掉刀或断刀或刀具破损问题的机床刀具检测装置及具有其的机床是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种能够检测刀具换刀时，刀具是否存在掉刀或断刀或刀具破损问题的机床刀具检测装置及具有其的机床。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种机床刀具检测装置，该检测装置与刀库系统电连接，包括：
安装座；
驱动组件，所述驱动组件垂直固定安装在所述安装座上；
可移动组件，所述可移动组件顶部与所述驱动组件传动连接；
刀具检测组件，所述刀具检测组件顶部与所述可移动组件底部固定连接，所述刀具检测组件底部与待检测刀具接触；
控制器，所述控制器设置在所述驱动组件上，且均与所述驱动组件、所述刀具检测组件和所述刀库系统电连接；
机床报警器，所述机床报警器设置在机床上，且与所述控制器电连接。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种机床刀具检测装置，检测时，驱动组件驱动可移动组件移动，当可移动组件带动刀具检测组件移动并与待检测刀具接触时，刀具检测组件产生反馈信号至控制器，控制器控制驱动组件停止工作，并将刀具检测组件的实时运动位置数值和刀库系统中的理论位置数值比较(刀库系统中已存储刀具检测组件对应各种刀具长度下应该移动的理论位置数值)来判断刀具是否异常，若异常，机床报警器则报警，提醒工作人员及时更换刀具，以保证下一工序正常运行。
进一步的，所述驱动组件包括：
安装筒体，所述安装筒体一端与所述安装座垂直固定连接；
驱动丝杆，所述驱动丝杆设置在所述安装筒体内部，且沿所述安装筒体长度方向设置；
驱动电机，所述驱动电机固定安装在所述安装座上且位于所述安装筒体一侧，所述驱动电机与所述驱动丝杆通过传动机构传动连接，用于驱动所述驱动丝杆旋转，所述驱动电机与所述控制器电连接；
其中，所述可移动组件顶部与所述驱动丝杆传动连接，所述可移动组件底部向下延伸且伸出所述安装筒体并与所述刀具检测组件顶端固定连接，所述控制器设置在所述驱动电机上。
采用上述技术方案产生的有益效果是，驱动电机通过传动机构带动驱动丝杆转动，进而带动可移动组件沿驱动丝杆移动，可实现与可移动组件固定连接的刀具检测组件移动，以使其与待检测刀具接触产生反馈信号。
进一步的，所述可移动组件包括：
移动丝母，所述移动丝母套设在所述驱动丝杆上且与所述驱动丝杆螺纹传动连接；
丝母座，所述丝母座顶部套设且固定在所述移动丝母上，所述丝母座底部向下延伸且伸出所述安装筒体外部；
水平连接板，所述水平连接板位于所述安装筒体下方，且所述水平连接板顶端与所述丝母座底端固定连接，所述水平连接板底端与所述刀具检测组件顶端固定连接。
采用上述技术方案产生的有益效果是，驱动丝杆转动可带动与其螺纹传动连接的移动丝母沿着驱动丝杆移动，移动丝母再通过丝母座和水平连接板带动刀具检测组件实现移动。
进一步的，所述安装筒体筒壁上沿其长度方向开设有长条形导向槽，所述丝母座底部通过所述长条形导向槽伸出所述安装筒体外部，且所述丝母座与所述长条形导向槽滑动连接。
进一步的，所述刀具检测组件包括：
悬挂壳体，所述悬挂壳体顶端与所述水平连接板底端固定连接，所述悬挂壳体内部上方安装有与所述控制器电连接的感应开关；
竖向摆动板，所述竖向摆动板顶部设置在所述悬挂壳体内部，且与所述感应开关位置对应，其底部与所述悬挂壳体转动连接，并伸出所述悬挂壳体外部；
复位弹簧，所述复位弹簧一端固定在所述悬挂壳体靠近其中部的内壁上，另一端与所述竖向摆动板一侧固定连接；
水平接触头，所述水平接触头设置在所述悬挂壳体下方，且所述水平接触头一端与所述竖向摆动板底部一侧固定连接，另一端与所述待检测刀具接触。
采用上述技术方案产生的有益效果是，当水平接触头另一端与待检测刀具接触时，竖向摆动板顶部向右产生微小的摆动，并压缩复位弹簧，此时感应开关检测到与竖向摆动板之间的距离超过预设值时，感应开关产生反馈信号至控制器，控制器控制驱动电机停止工作，并将刀具检测组件的实时运动位置数值和刀库系统中的理论位置数值比较(刀库系统中已存储刀具检测组件对应各种刀具长度下应该移动的理论位置数值)来判断刀具是否异常，若异常，机床报警器则报警，提醒工作人员及时更换刀具，以保证下一工序正常运行。当检测完成后，水平接触头与刀具不接触，竖向摆动板在复位弹簧的作用下，恢复初始状态，等待下次刀具检测。
进一步的，所述悬挂壳体内部下方位置设置有连接转轴，所述竖向摆动板靠近其底部一侧与所述连接转轴固定连接。
采用上述技术方案产生的有益效果是，当水平接触头与待检测刀具接触时，竖向摆动板底部受到向左的作用力，而绕连接转轴顺时针摆动，即竖向摆动板顶部向右摆动，此时感应开关检测到与竖向摆动板之间的距离超过预设值时，感应开关产生反馈信号至控制器。
进一步的，所述悬挂壳体靠近其中部的内壁上固定安装有弹簧座，所述弹簧座靠近所述竖向摆动板的侧面开设有第一弹簧固定槽，所述竖向摆动板上与所述第一弹簧固定槽相对应的位置上开设有第二弹簧固定槽，所述复位弹簧两端分别固定安装在所述第一弹簧固定槽和所述第二弹簧固定槽内。
采用上述技术方案产生的有益效果是，易于复位弹簧的准确安装。
进一步的，所述悬挂壳体内部靠近其所述复位弹簧的位置安装有调节顶丝，所述调节顶丝与所述摆动板另一侧抵接。
采用上述技术方案产生的有益效果是，通过调节顶丝可调节竖向摆动板的垂直度，保证检测精度。
进一步的，所述传动机构为带传动、齿轮传动、链传动中的一种。
一种机床，包括所述的机床刀具检测装置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种机床刀具检测装置的轴侧结构示意图。
图2附图为驱动组件的结构示意图。
图3附图为可移动组件和刀具检测组件的结构示意图。
其中：1-安装座，2-驱动组件，21-安装筒体，211-长条形导向槽，22-驱动丝杆，23-驱动电机，24-传动机构，3-可移动组件，31-移动丝母，32-丝母座，33-水平连接板，4-刀具检测组件，41-悬挂壳体，42-感应开关，43-竖向摆动板，431-第二弹簧固定槽，44-复位弹簧，45-水平接触头，46-连接转轴，47-弹簧座，471-第一弹簧固定槽，48-调节顶丝，5-待检测刀具。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
本发明实施例公开了一种机床刀具检测装置，该检测装置与刀库系统电连接，包括：
安装座1；
驱动组件2，驱动组件2垂直固定安装在安装座1上；
可移动组件3，可移动组件3顶部与驱动组件2传动连接；
刀具检测组件4，刀具检测组件4顶部与可移动组件3底部固定连接，刀具检测组件4底部与待检测刀具5接触；
控制器，控制器设置在驱动组件2上，且均与驱动组件2、刀具检测组件4和刀库系统电连接；
机床报警器，所述机床报警器设置在机床上，且与所述控制器电连接。
驱动组件2包括：
安装筒体21，安装筒体21一端与安装座1垂直固定连接；
驱动丝杆22，驱动丝杆22设置在安装筒体21内部，且沿安装筒体21长度方向设置；
驱动电机23，驱动电机23固定安装在安装座1上且位于安装筒体21一侧，驱动电机23与驱动丝杆22通过传动机构24传动连接，用于驱动驱动丝杆22旋转，驱动电机23与控制器电连接；
其中，可移动组件3顶部与驱动丝杆22传动连接，可移动组件3底部向下延伸且伸出安装筒体21并与刀具检测组件4顶端固定连接，控制器设置在驱动电机23上。
可移动组件3包括：
移动丝母31，移动丝母31套设在驱动丝杆22上且与驱动丝杆31螺纹传动连接，并且为了控制移动精度，二者的精度误差控制在3um-8um内；
丝母座32，丝母座32顶部套设且固定在移动丝母31上，丝母座32底部向下延伸且伸出安装筒体21外部；
水平连接板33，水平连接板33位于安装筒体21下方，且水平连接板33顶端与丝母座32底端固定连接，水平连接板33底端与刀具检测组件4顶端固定连接。
安装筒体21筒壁上沿其长度方向开设有长条形导向槽211，丝母座32底部通过长条形导向槽211伸出安装筒体21外部，且丝母座32与长条形导向槽211滑动连接。
刀具检测组件4包括：
悬挂壳体41，悬挂壳体41顶端与水平连接板33底端固定连接，悬挂壳体41内部上方安装有与控制器电连接的感应开关42，感应开关可选用测距传感器；
竖向摆动板43，竖向摆动板43顶部设置在悬挂壳体41内部，且与感应开关42位置对应，其底部与悬挂壳体41转动连接，并伸出悬挂壳体41外部；
复位弹簧44，复位弹簧44一端固定在悬挂壳体41靠近其中部的内壁上，另一端与竖向摆动板43一侧固定连接；
水平接触头45，水平接触头45设置在悬挂壳体41下方，且水平接触头45一端与竖向摆动板43底部一侧固定连接，另一端与待检测刀具5接触。
悬挂壳体41内部下方位置设置有连接转轴46，竖向摆动板43靠近其底部一侧与连接转轴46固定连接。
悬挂壳体41靠近其中部的内壁上固定安装有弹簧座47，弹簧座47靠近竖向摆动板43的侧面开设有第一弹簧固定槽471，竖向摆动板43上与第一弹簧固定槽471相对应的位置上开设有第二弹簧固定槽431，复位弹簧44两端分别固定安装在第一弹簧固定槽471和第二弹簧固定槽431内。
悬挂壳体41内部靠近其复位弹簧44的位置安装有调节顶丝48，调节顶丝48与摆动板43另一侧抵接。
传动机构24为带传动、齿轮传动、链传动中的一种，本检测装置优选带传动，参见图2，驱动电机的输出轴上设置有主传动带轮，驱动丝杆一端设置有从动带轮，传动带套于主传动带轮和从动带轮上(均未标出)，进而驱动电机通过带传动带动驱动丝杆转动。
一种机床，包括上述的机床刀具检测装置。
机床刀具检测装置的工作原理如下：首先，刀库系统中已存有各种刀具长度下检测组件对应应该运动的理论位置数值，控制器可实时监测检测组件的移动位置。
刀具正常时的检测(水平接触头与刀具接触情况)：若刀具检测组件的实时运动位置数值与刀库系统中的理论位置数值基本相同，则判断为刀具正常，具体的：当待检测刀具通过机床主轴回到刀库中进行换刀时，控制器控制驱动电机工作，驱动电机通过带传动带动驱动丝杆转动，驱动丝杆转动带动移动丝母沿着驱动丝杆移动，进而使得刀具检测组件移动并靠近待检测刀具，当水平接触头与待检测刀具接触时，竖向摆动板底部受到向左的作用力，而绕连接转轴顺时针摆动，即使得竖向摆动板顶部向右产生微小的摆动，并压缩复位弹簧，此时感应开关检测到与竖向摆动板之间的距离超过预设值时，感应开关产生反馈信号至控制器，控制器控制驱动电机停止工作，并将刀具检测组件的实时运动位置数值和刀库系统中的理论位置数值比较，若刀具检测组件的实时运动位置数值与刀库系统中的理论位置数值基本相同，则判断为刀具正常；
刀具破损时的检测(水平接触头与刀具接触情况)：若刀具检测组件的实时运动位置数值超过刀库系统中的理论位置数值的差值较小，例如差值在1mm-4mm时，水平接触头才与待检测刀具接触，则判断为刀具破损，此时感应开关反馈信号至控制器，控制器控制驱动电机停止，并反馈机床报警器进行报警；
刀具断刀或掉刀的检测(水平接触头与刀具不接触的情况)；控制器控制驱动电机工作，驱动电机通过带传动带动驱动丝杆转动，驱动丝杆转动带动移动丝母沿着驱动丝杆移动，进而使得刀具检测组件中的水平接触头移动并靠近待检测刀具，当水平接触头运动的实时运动位置数值超过刀库系统中的理论位置数值的差值较大，例如差值在5mm-8mm，则判断为刀具断刀或掉刀，此时控制器控制驱动电机停止，并反馈机床报警器进行报警。
该机床刀具检测装置能够自动检测刀具是否存在掉刀和断刀的现象，便于工作人员及时更换刀具。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种机床刀具检测装置，该检测装置与刀库系统电连接，其特征在于，包括：
安装座(1)；
驱动组件(2)，所述驱动组件(2)垂直固定安装在所述安装座(1)上；
可移动组件(3)，所述可移动组件(3)顶部与所述驱动组件(2)传动连接；
刀具检测组件(4)，所述刀具检测组件(4)顶部与所述可移动组件(3)底部固定连接，所述刀具检测组件(4)底部与待检测刀具(5)接触；
控制器，所述控制器设置在所述驱动组件(2)上，且均与所述驱动组件(2)、所述刀具检测组件(4)和所述刀库系统电连接；
机床报警器，所述机床报警器设置在机床上，且与所述控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种机床刀具检测装置，其特征在于，所述驱动组件(2)包括：
安装筒体(21)，所述安装筒体(21)一端与所述安装座(1)垂直固定连接；
驱动丝杆(22)，所述驱动丝杆(22)设置在所述安装筒体(21)内部，且沿所述安装筒体(21)长度方向设置；
驱动电机(23)，所述驱动电机(23)固定安装在所述安装座(1)上且位于所述安装筒体(21)一侧，所述驱动电机(23)与所述驱动丝杆(22)通过传动机构(24)传动连接，用于驱动所述驱动丝杆(22)旋转，所述驱动电机(23)与所述控制器电连接；
其中，所述可移动组件(3)顶部与所述驱动丝杆(22)传动连接，所述可移动组件(3)底部向下延伸且伸出所述安装筒体(21)并与所述刀具检测组件(4)顶端固定连接，所述控制器设置在所述驱动电机(23)上。
3.根据权利要求2所述的一种机床刀具检测装置，其特征在于，所述可移动组件(3)包括：
移动丝母(31)，所述移动丝母(31)套设在所述驱动丝杆(22)上且与所述驱动丝杆(31)螺纹传动连接；
丝母座(32)，所述丝母座(32)顶部套设且固定在所述移动丝母(31)上，所述丝母座(32)底部向下延伸且伸出所述安装筒体(21)外部；
水平连接板(33)，所述水平连接板(33)位于所述安装筒体(21)下方，且所述水平连接板(33)顶端与所述丝母座(32)底端固定连接，所述水平连接板(33)底端与所述刀具检测组件(4)顶端固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种机床刀具检测装置，其特征在于，所述安装筒体(21)筒壁上沿其长度方向开设有长条形导向槽(211)，所述丝母座(32)底部通过所述长条形导向槽(211)伸出所述安装筒体(21)外部，且所述丝母座(32)与所述长条形导向槽(211)滑动连接。
5.根据权利要求3所述的一种机床刀具检测装置，其特征在于，所述刀具检测组件(4)包括：
悬挂壳体(41)，所述悬挂壳体(41)顶端与所述水平连接板(33)底端固定连接，所述悬挂壳体(41)内部上方安装有与所述控制器电连接的感应开关(42)；
竖向摆动板(43)，所述竖向摆动板(43)顶部设置在所述悬挂壳体(41)内部，且与所述感应开关(42)位置对应，其底部与所述悬挂壳体(41)转动连接，并伸出所述悬挂壳体(41)外部；
复位弹簧(44)，所述复位弹簧(44)一端固定在所述悬挂壳体(41)靠近其中部的内壁上，另一端与所述竖向摆动板(43)一侧固定连接；
水平接触头(45)，所述水平接触头(45)设置在所述悬挂壳体(41)下方，且所述水平接触头(45)一端与所述竖向摆动板(43)底部一侧固定连接，另一端与所述待检测刀具(5)接触。
6.根据权利要求5所述的一种机床刀具检测装置，其特征在于，所述悬挂壳体(41)内部下方位置设置有连接转轴(46)，所述竖向摆动板(43)靠近其底部一侧与所述连接转轴(46)固定连接。
7.根据权利要求5所述的一种机床刀具检测装置，其特征在于，所述悬挂壳体(41)靠近其中部的内壁上固定安装有弹簧座(47)，所述弹簧座(47)靠近所述竖向摆动板(43)的侧面开设有第一弹簧固定槽(471)，所述竖向摆动板(43)上与所述第一弹簧固定槽(471)相对应的位置上开设有第二弹簧固定槽(431)，所述复位弹簧(44)两端分别固定安装在所述第一弹簧固定槽(471)和所述第二弹簧固定槽(431)内。
8.根据权利要求5所述的一种机床刀具检测装置，其特征在于，所述悬挂壳体(41)内部靠近其所述复位弹簧(44)的位置安装有调节顶丝(48)，所述调节顶丝(48)与所述竖向摆动板(43)另一侧抵接。
9.根据权利要求2-8任一项所述的一种机床刀具检测装置，其特征在于，所述传动机构(24)为带传动、齿轮传动、链传动中的一种。
10.一种机床，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的机床刀具检测装置。
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