CN111687690A - 一种设备上刀具跳动检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及刀具性能测试技术领域领域，涉及一种设备上刀具跳动检测装置及方法。本发明通过旋转架滑设在主轴上，旋转架沿着主轴向刀具移动，带动激光位移传感器检测刀具的刀柄跳动量及刀刃跳动量，通过计算即可获取刀具跳动量及刀刃初始角，可对数控机床在加工过程中从主轴上更换后的刀具进行实时检测，保证高精加工的加工质量，所测数据结果可靠，操作便捷，自动化程度高。

Description

一种设备上刀具跳动检测装置及方法

技术领域

本发明涉及刀具性能测试技术领域领域，涉及一种设备上刀具跳动检测装置及方法。

背景技术

在高速切削的数控加工中为了提高被加工件精度和控制形貌纹理，考虑刀具跳动的切削力建模以及形貌纹理算法变得尤为重要，大都需要在加工前检测刀具，使得刀具的几何精度满足待加工零件精度，现有的检测刀具精度的方法是静态检测方法，即将回转类刀具如铣刀装在主轴上，其一般是通过测量仪器对停机的机床刀具进行测量，没有考虑数控机床在加工过程中使用的刀具以及从主轴上更换后的刀具进行检测，如需要进行高精加工时，无法实时获得高精加工中主轴上的刀具的测量数据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可对数控机床在加工过程中从主轴上更换后的刀具进行实时检测，自动化程度高的设备上刀具跳动检测装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种设备上刀具跳动检测装置及方法，包括旋转架，所述旋转架滑设在装载有刀具的主轴上，所述支架上设置有激光位移传感器，所述激光传感器对设置在主轴上静止的刀具或者转动的刀具进行跳动检测。

进一步地，还包括升降部件，所述升降部件与所述旋转架驱动连接，所述升降部件带动所述旋转架沿着主轴做直线运动。

进一步地，所述旋转架上设置有视觉检测组件，所述旋转架上设置有安装架，所述视觉检测组件设置在所述安装架上，通过视觉检测组件对刀具进行多角度检测。

进一步地，所述视觉检测组件包括相机以及调整部件，所述调整部件穿设在所述安装架上，所述相机设置在所述调整部件上；驱动部件，所述驱动部件与所述调整部件驱动连接，所述驱动部件驱动所述调整部件带动所述相机做升降或者旋转运动。

进一步地，所述调整部件包括升降杆、限位杆以及安装座，所述升降杆穿设过所述安装架与所述安装座一端铰接，所述限位杆穿设过所述安装架与所述安装座的中部铰接，所述限位杆上设置有定位块，使得所述限位杆不能从所述安装架上脱离。

进一步地，所述安装架上设置有用于穿设所述限位杆的限位孔，所述限位孔上设置有限位凸起，所述限位杆上限位块，所述限位块上设置有导向斜面，所述限位凸起与所述导向斜面抵接，通过限位凸起与导向斜面抵接实现安装座的角度调节。

一种利用上述设备上刀具跳动检测装置及方法的检测方法，其特征在于，具体步骤包括:

将刀具装至主轴上，旋转架沿着主轴向刀具方向滑动，通过激光位移传感器获得静止刀具的刀柄至刀尖的跳动位移数据；旋转架带动激光位移传感器转动获得静止刀具的刀尖的跳动位移数据；旋转架停止转动，主轴带动刀具转动，通过激光位移传感器获得转动刀具的刀尖的跳动位移数据，通过得到跳动位移数据与标准值的差值是否符合标准。

本发明的有益效果：

本发明通过旋转架滑设在主轴上，旋转架沿着主轴向刀具移动，带动激光位移传感器检测刀具的刀柄跳动量及刀刃跳动量，通过计算即可获取刀具跳动量及刀刃初始角，可对数控机床在加工过程中从主轴上更换后的刀具进行实时检测，保证高精加工的加工质量，所测数据结果可靠，操作便捷，自动化程度高。

附图说明

图1是本发明的一种设备上刀具跳动检测装置及方法结构示意图。

图2是本发明的视觉检测组件示意图。

图中标号说明：1、主轴；11、刀具；2、旋转架；21、激光位移传感器；3、安装架；31、驱动部件；32、相机；33、升降杆；34、安装座；35、限位杆；36、定位块；37、限位块；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1所示，一种设备上刀具跳动检测装置及方法，包括旋转架2，所述旋转架2滑设在装载有刀具11的主轴1上，所述支架上设置有激光位移传感器21，所述激光传感器对设置在主轴1上静止的刀具11或者转动的刀具11进行跳动检测。

本发明通过旋转架2滑设在主轴1上，旋转架2沿着主轴1向刀具11移动，带动激光位移传感器21检测刀具11的刀柄跳动量及刀刃跳动量，通过计算即可获取刀具11跳动量及刀刃初始角，可对数控机床在加工过程中从主轴1上更换后的刀具11进行实时检测，保证高精加工的加工质量，所测数据结果可靠，操作便捷，自动化程度高。

通过对数控机床更换后的刀具进行转动检测，激光位移传感器连续检测刀具在高速运转时的跳动情况，可获得刀具在不同转速下的径向跳动值。

本发明刀具在对较小工件进行简单加工时，一般径向跳动检测装置无法在切削状态下的径向跳动值的测量问题，本发明旋转架沿着主轴上下运动可对加工状态的刀具提供了跳动检测，以此可以参照加工状态的刀具和刀具静止跳动数据作为主轴检测依据，避免主轴跳动产生对加工质量有影响的径向跳动。

本发明的旋转架2可滑设在主轴1上亦可直接与升降部件连接，直接与升降部件连接，可避免主轴1带动刀具11转动时，其振动影响激光位移传感器21的检测效果，保证检测精度。

所述旋转架2上设置有两个激光位移传感器21，两个激光位移传感器21相对设置，旋转座带动两激光位移传感器21旋转检测刀具11时，还可得知激光射线对准效果，完成两者的校正，实现激光射线与刀柄或刀刃轴线的相交。

还包括升降部件，所述升降部件与所述旋转架2驱动连接，所述升降部件带动所述旋转架2沿着主轴1做上下直线运动。

所述升降部件可以为液压装置、气动装置、伺服电机(驱动螺杆、凸轮等方式提供往复运动)等提供动力。

所述旋转架2上设置有视觉检测组件，所述旋转架2上设置有安装架3，所述视觉检测组件设置在所述安装架3上，通过视觉检测组件对刀具11进行多角度检测。

所述视觉检测组件包括相机32以及调整部件，所述调整部件穿设在所述安装架3上，所述相机32设置在所述调整部件上；驱动部件31，所述驱动部件31与所述调整部件驱动连接，所述驱动部件31驱动所述调整部件带动所述相机32做升降或者旋转运动。

将视觉检测组件与激光位移传感器21的刀具11跳动检测功能集成，视觉检测组件可实现在线对刀以及刀具11磨损检测功能，旋转架2沿着主轴1向刀具11的刀尖方向滑动，可对刀具11的刀柄至刀尖逐齿进行检测，同时视觉检测组件还可获得刀具11的跳动信息，其可对激光位移传感器21获得的跳动位移数据进行比较以及纠错，保证获得数据的准确性，实现数控机床更换刀具11的实时检测。

通过对数控机床更换后的刀具进行转动检测，视觉检测组件可实现对刀具的切削刃进行在线检测，及时准确地获得当前刀具切削刃形状参数(周刃前角、后角等数据)，并将当前刀具的形状参数、机床位移传感器检测的跳动检测、主轴跳动来修正原有的刀具加工路径，保证加工的精准度，同时对刀具的磨损状况进行预警监测，避免了对工件和机床的破坏。

所述调整部件包括升降杆33、限位杆35以及安装座34，所述升降杆33穿设过所述安装架3与所述安装座34一端铰接，所述限位杆35穿设过所述安装架3与所述安装座34的中部铰接，所述限位杆35上设置有定位块36，使得所述限位杆35不能从所述安装架3上脱离。

所述安装架3上设置有用于穿设所述限位杆35的限位孔，所述限位孔上设置有限位凸起，所述限位杆35上限位块37，所述限位块37上设置有导向斜面，所述限位凸起与所述导向斜面抵接，通过限位凸起与导向斜面抵接实现安装座34的角度调节。

通过限位凸起与导向斜面的限位、升降杆带动相机下降，通过两者之间的速度差值实现相机的角度调节，同时相机角度变换不会发生抖动，保证摄像的质量。

一种利用上述设备上刀具11跳动检测装置的检测方法，其特征在于，具体步骤包括:

将刀具11装至主轴1上，旋转架2沿着主轴1向刀具11方向滑动，通过激光位移传感器21获得静止刀具11的刀柄至刀尖的跳动位移数据；旋转架2带动激光位移传感器21转动获得静止刀具11的刀尖的跳动位移数据；旋转架2停止转动，主轴1带动刀具11转动，通过激光位移传感器21获得转动刀具11的刀尖的跳动位移数据，通过得到跳动位移数据与标准值的差值是否符合标准。

将相机设置在旋转架上，通过相机获得刀具的实时形状参数，通过刀具的形状参数、激光位移传感器检测的跳动检测来修正原有的刀具加工路径。

相机通过调整部件实现相机拍摄角度的变化，相机对刀柄至刀尖进行全方位拍摄，在旋转架的带动下可获得刀具所有的形状参数和刀具的跳动量，通过两者拟合获得刀具的跳动检测数据。

对32以及调整部件，所述调整部件穿设在所述安装架3上，所述相机32设置在所述调整部件上；驱动部件31，所述驱动部件31与所述调整部件驱动连接，所述驱动部件31驱动所述调整部件带动所述相机32做升降或者旋转运动。

将视觉检测组件与激光位移传感器21的刀具11跳动检测功能集成，视觉检测组件可实现在线对刀以及刀具11磨损检测功能，旋转架2沿着主轴1向刀具11的刀尖方向滑动，可对刀具11的刀柄至刀尖逐齿进行检测，同时视觉检测组件还可获得刀具11的跳动信息，其可对激光位移传感器21获得的跳动位移数据进行比较以及纠错，保证获得数据的准确性，实现数控机床更换刀具11的实时检测。

通过对数控机床更换后的刀具进行转动检测，视觉检测组件可实现对刀具的切削刃进行在线检测，及时准确地获得当前刀具切削刃形状参数(周刃前角、后角等数据)，并将当前刀具的形状参数与机床位移传感器检测的跳动检测刀具修正原有的刀具加工路径，保证加工的精准度，同时对刀具的磨损状况进行预警监测，避免了对工件和机床的破坏。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种设备上刀具跳动检测装置，其特征在于，包括旋转架，所述旋转架滑设在装载有刀具的主轴上，所述支架上设置有激光位移传感器，所述激光传感器对设置在主轴上静止的刀具或者转动的刀具进行跳动检测。

2.如权利要求1所述的设备上刀具跳动检测装置，其特征在于，还包括升降部件，所述升降部件与所述旋转架驱动连接，所述升降部件带动所述旋转架沿着主轴做直线运动。

3.如权利要求1所述的设备上刀具跳动检测装置，其特征在于，所述旋转架上设置有视觉检测组件，所述旋转架上设置有安装架，所述视觉检测组件设置在所述安装架上，通过视觉检测组件对刀具进行多角度检测。

4.如权利要求1所述的设备上刀具跳动检测装置，其特征在于，所述视觉检测组件包括相机以及调整部件，所述调整部件穿设在所述安装架上，所述相机设置在所述调整部件上；驱动部件，所述驱动部件与所述调整部件驱动连接，所述驱动部件驱动所述调整部件带动所述相机做升降或者旋转运动。

5.如权利要求1所述的设备上刀具跳动检测装置，其特征在于，所述调整部件包括升降杆、限位杆以及安装座，所述升降杆穿设过所述安装架与所述安装座一端铰接，所述限位杆穿设过所述安装架与所述安装座的中部铰接，所述限位杆上设置有定位块，使得所述限位杆不能从所述安装架上脱离。

6.如权利要求1所述的设备上刀具跳动检测装置，其特征在于，所述安装架上设置有用于穿设所述限位杆的限位孔，所述限位孔上设置有限位凸起，所述限位杆上限位块，所述限位块上设置有导向斜面，所述限位凸起与所述导向斜面抵接，通过限位凸起与导向斜面抵接实现安装座的角度调节。

7.一种利用权利要求1-6任意一项所述设备上刀具跳动检测装置的检测方法，其特征在于，具体步骤包括:

将刀具装至主轴上，旋转架沿着主轴向刀具方向滑动，通过激光位移传感器获得静止刀具的刀柄至刀尖的跳动位移数据；旋转架带动激光位移传感器转动获得静止刀具的刀尖的跳动位移数据；旋转架停止转动，主轴带动刀具转动，通过激光位移传感器获得转动刀具的刀尖的跳动位移数据，通过得到跳动位移数据与标准值的差值是否符合标准。

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