CN112296759A - 一种机械传感式寻边器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及主轴刀具位置检测设备技术领域，且公开了一种机械传感式寻边器，包括安装底环、固定连杆和夹持套杆，安装底环的顶部通过固定连杆固定安装有夹持套杆，安装底环的内部通过盘形弹簧固定安装有回转触杆，夹持套杆内腔的底部活动套接有触动连杆，且触动连杆的底端与回转触杆的顶端之间相互接触。该机械传感式寻边器，对于触动弹块的设置，配合触动连杆上导电连杆和压力弹簧，可以在该寻边器上蓄电池与光警报器之间形成两组串联开关，只有当其全部打开时才能触发光警报器发出警报，而当该寻边器未夹持安装在机床主轴上时，触动弹块因未收到挤压而不会触发，使得该寻边器在不使用时不会对蓄电池上的电流造成损耗。

Description

一种机械传感式寻边器

技术领域

本发明涉及主轴刀具位置检测设备技术领域，具体为一种机械传感式寻边器。

背景技术

寻边器是一种在数控加工中精确定位待加工件中心位置的检测工具，通过测量待加工件两侧的数值以求取平均值，来获取旋转主轴在待加工的中心位置，或是从中求得零件加工程序的坐标原点，实现了在数控加工中的对刀、找正以及对工件的测量等工作，进而确保了其对于零件的加工精度。

而偏置式寻边器和光电时寻边器作为目前市面上最常间的两种寻边器，其中，偏置式寻边器的结构简单，但其检测精度会因使用者的熟练情况而发生变化，其主观判断因素会对该偏置式寻边器的检测精度产生较大的影响，致使其操作难度较大、检测精度较低，而光电式寻边器虽然其检测精度要远高于偏置式寻边器，且操作简单方便，但因其工作原理的原因，致使其只能对导电材料进行检测，而对非导电的材料则无法进行检测，致使其在实际使用的过程中受到了极大的限制。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明提供了一种机械传感式寻边器，具备检测精度较高、操作简单、不会因操作者的主观判断而影响该偏置式寻边器的检测精度且对于待加工件的材质没有要求限制的优点，解决了偏置式寻边器的结构简单，但其检测精度会因使用者的熟练情况而发生变化，其主观判断因素会对该偏置式寻边器的检测精度产生较大的影响，致使其操作难度较大、检测精度较低，而光电式寻边器虽然其检测精度要远高于偏置式寻边器，且操作简单方便，但因其工作原理的原因，致使其只能对导电材料进行检测，而对非导电的材料则无法进行检测，致使其在实际使用的过程中受到了极大限制的问题。

(二)技术方案

本发明提供如下技术方案：一种机械传感式寻边器，包括安装底环、固定连杆和夹持套杆，所述安装底环的顶部通过固定连杆固定安装有夹持套杆，所述安装底环的内部通过盘形弹簧固定安装有回转触杆，所述夹持套杆内腔的底部活动套接有触动连杆，且触动连杆的底端与回转触杆的顶端之间相互接触，所述触动连杆的顶端固定安装有导电连杆，所述导电连杆的顶端贯穿并延伸至固定安装与夹持套杆内腔中部的固定板的顶部，所述导电连杆的外围且位于固定板与触动连杆之间活动套装有压力弹簧，所述导电连杆外表面的顶部且位于固定板的上方活动套装有碳刷，所述夹持套杆内腔的顶部固定安装有蓄电池，且蓄电池的底端与导电连杆的顶端之间相互接触，所述夹持套杆一侧的内部卡接有触动弹块，所述触动弹块的内部分别与蓄电池、碳刷以及固定安装在夹持套杆外表面底部的光警报器之间形成电流回路。

优选的，所述回转触杆的顶端与触动连杆的底端之间均设为半球型结构，且回转触杆上半球型结构的直径大于触动连杆上半球型结构的直径。

优选的，所述盘形弹簧的弹力大小大于压力弹簧的弹力大小，且小于回转触杆在随着主轴旋转至400～600转时所产生的最小离心力。

优选的，所述回转触杆外表面的底部活动套接有摩擦套筒。

(三)有益效果

本发明具备以下有益效果：

1、该机械传感式寻边器，对于回转触杆和触动连杆的设置，当该机械传感式寻边器上的回转触杆在随着主轴旋转因离心力而发生偏置时，其上的回转触杆与触动连杆之间相接触的位置会发生偏移，并在导电连杆的作用下带动触动连杆向下移动以断开光警报器与蓄电池之间的电连接使其不再发生警报，只有在回转触杆的外表面与待加工工件的表面之间发生接触，并逐步地将回转触杆向内侧推移至正中位置上时，才能重新顶起触动连杆而接通光警报器与蓄电池并发生警报，与现有的偏置式寻边器或是光电式相比，避免了因使用者的主观判断因素而导致其检测的精度误差较大的问题，同时也不需要借助待加工工件作为导电体而触发报警机构，可以对任意材质的工件进行检测，检测精度高且适用范围广。

2、该机械传感式寻边器，对于回转触杆和触动连杆上半球型结构的设置，以使得回转触杆和触动连杆之间的摩擦接触面积较小，且在回转触杆因离心力而发生偏置时，触动连杆可以在与压力弹簧保持相接触的同时，又可以在压力弹簧的弹力作用下，使得触动连杆上的导电连杆与光警报器之间产生一定的位移差，致使蓄电池与光警报器的电流被切断电，只有当回转触杆被待加工工件的边缘再次推移至与触动连杆同轴时，才能再次连通蓄电池与光警报器并触发警报，利用机械传感的方式来确定回转触杆与触动连杆在旋转时是否同轴，而不是依靠人为的主观判断，进一步地提高了该寻边器的检测精度。

3、该机械传感式寻边器，对于触动弹块的设置，配合触动连杆上导电连杆和压力弹簧，可以在该寻边器上蓄电池与光警报器之间形成两组串联开关，只有当其全部打开时才能触发光警报器发出警报，而当该寻边器未夹持安装在机床主轴上时，触动弹块因未收到挤压而不会触发，使得该寻边器在不使用时不会对蓄电池上的电流造成损耗。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明回转触杆的安装结构示意图；

图3为本发明夹持套杆的内部结构示意图。

图中：1、安装底环；2、盘形弹簧；3、回转触杆；4、固定连杆；5、夹持套杆；6、触动连杆；7、导电连杆；8、固定板；9、压力弹簧；10、碳刷；11、蓄电池；12、触动弹块；13、光警报器。

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。

请参阅图1-3，一种机械传感式寻边器，包括安装底环1、固定连杆4和夹持套杆5，安装底环1的顶部通过固定连杆4固定安装有夹持套杆5，安装底环1的内部通过盘形弹簧2固定安装有回转触杆3，夹持套杆5内腔的底部活动套接有触动连杆6，且触动连杆6的底端与回转触杆3的顶端之间相互接触，触动连杆6的顶端固定安装有导电连杆7，导电连杆7的顶端贯穿并延伸至固定安装与夹持套杆5内腔中部的固定板8的顶部，导电连杆7的外围且位于固定板8与触动连杆6之间活动套装有压力弹簧9，导电连杆7外表面的顶部且位于固定板8的上方活动套装有碳刷10，夹持套杆5内腔的顶部固定安装有蓄电池11，且蓄电池11的底端与导电连杆7的顶端之间相互接触，夹持套杆5一侧的内部卡接有触动弹块12，触动弹块12的内部分别与蓄电池11、碳刷10以及固定安装在夹持套杆5外表面底部的光警报器13之间形成电流回路。

其中，对于触动弹块12的设置，配合触动连杆6上导电连杆7和压力弹簧9，可以在该寻边器上蓄电池11与光警报器13之间形成两组串联开关，只有当其全部打开时才能触发光警报器13发出警报，而当该寻边器未夹持安装在机床主轴上时，触动弹块12因未收到挤压而不会触发，使得该寻边器在不使用时不会对蓄电池11上的电流造成损耗。

其中，对于回转触杆3通过盘形弹簧2固定安装在安装底环1上的设置，使得该机械传感式寻边器上的回转触杆3在随着主轴旋转因离心力的作用而发生偏置时，其上的回转触杆3与触动连杆6之间相接触的位置发生偏移，并在导电连杆7的作用下带动触动连杆6向下移动以断开光警报器13与蓄电池11之间的电连接，使其不再发生警报，只有在回转触杆3的外表面与待加工工件的表面之间发生接触，并逐渐地将回转触杆3向内侧推移至正中位置上时，才能重新顶起触动连杆6而接通光警报器13的电源并发生警报，进而可以精准的找准待加工工件的边缘位置，而不再需要主观的判断现有偏置式寻边器的测定子是否同轴。

本技术方案中，回转触杆3的顶端与触动连杆6的底端之间均设为半球型结构，且回转触杆3上半球型结构的直径大于触动连杆6上半球型结构的直径。

其中，对于回转触杆3和触动连杆6上半球型结构的设置，以使得回转触杆3和触动连杆6之间的摩擦接触面积较小，且在回转触杆3因离心力而发生偏置时，触动连杆6可以在与压力弹簧9保持相接触的同时，在压力弹簧9的弹力作用下带动其下移一端距离以切断蓄电池11与光警报器13之间的电连接，并且在回转触杆3与外表面与待加工工件相接触时，又可以将回转触杆3推移至与触动连杆6同轴的位置上而再次接通光警报器13并发出警报。

本技术方案中，盘形弹簧2的弹力大小大于压力弹簧9的弹力大小，且小于回转触杆3在随着主轴旋转至400～600转时所产生的最小离心力。

其中，对于盘形弹簧2弹力大小的设置，以确保该寻边器在不使用时盘形弹簧2可以保持稳定且良好的初始状态，而不会受到任何方向上的挤压并对其造成疲劳磨损，同时使得该寻边器在随主轴旋转时，所产生的最小离心力就可以压缩盘形弹簧2并使得回转触杆3在离心力的作用下发生偏置，进而触发该机械传感式寻边器开始工作。

本技术方案中，回转触杆3外表面的底部活动套接有摩擦套筒。

其中，对于回转触杆3外表面摩擦套筒的设置，以使得在随着机床主轴旋转的回转触杆3在与待加工工件的表面发生接触时可以发生相对转动的现象，以有效降低旋转的回转触杆3的外表面与待加工工件的表面接触时对其所造成的磨损，使得该寻边器不会因回转触杆3在长期使用中过渡磨损而造成其测量的精度误差较大的问题，同时也可以对磨损较大的回转触杆3上的摩擦套筒进行定期的更换，在保证其良好的检测精度的同时有效地延长了该机械传感式寻边器的使用寿命。

本实施例的使用方法和工作原理：

首先将将该机械传感式寻边器上夹持套杆5外表面的顶部固定夹持在机床的主轴上，同时随着机床主轴的夹紧触动弹块12会受到挤压进而触发其压力开关，并且由于回转触杆3还未随着主轴旋转，致使该机械传感式寻边器上的光警报器13被连通而发出警报；

启动并调整机床至400～600的转速范围内，同时带动该机械传感式寻边器上夹持套杆5和回转触杆3随之发生旋转，回转触杆3因受到离心力的作用而压缩盘形弹簧2并发生偏置，并且在压力弹簧9的弹力作用下致使触动连杆6及其上的导电连杆7向下滑动，使得导电连杆7的底端与蓄电池11之间相脱离，而切断了蓄电池11与光警报器13之间的电连接，而后调整机床主轴的进给速度使其缓慢的靠近待加工工件的边缘，当旋转的回转触杆3的外表面与工件的表面发生接触时，进一步地降低机床主轴的进给速度使其逐步的挤压工件，从而使得旋转偏置的回转触杆3逐渐的被挤压到中间位置，同时缓慢的挤压触动连杆6向上移动而压缩压力弹簧9，当回转触杆3被挤压至与触动连杆6同轴时，使得导电连杆7的顶端再次与蓄电池11的底端之间发生接触并接通光警报器13的电源而发出警报，进而就可以精准的确定机床的旋转主轴与待加工工件该边缘之间的位置关系并记录下来；

而后再重复上述步骤以确定该待加工工件的其它边缘与机床旋转主轴之间的位置关系，以实现对该待加工工件的对刀、找正或是侧量等作业。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种机械传感式寻边器，包括安装底环(1)、固定连杆(4)和夹持套杆(5)，所述安装底环(1)的顶部通过固定连杆(4)固定安装有夹持套杆(5)，其特征在于：所述安装底环(1)的内部通过盘形弹簧(2)固定安装有回转触杆(3)，所述夹持套杆(5)内腔的底部活动套接有触动连杆(6)，且触动连杆(6)的底端与回转触杆(3)的顶端之间相互接触，所述触动连杆(6)的顶端固定安装有导电连杆(7)，所述导电连杆(7)的顶端贯穿并延伸至固定安装与夹持套杆(5)内腔中部的固定板(8)的顶部，所述导电连杆(7)的外围且位于固定板(8)与触动连杆(6)之间活动套装有压力弹簧(9)，所述导电连杆(7)外表面的顶部且位于固定板(8)的上方活动套装有碳刷(10)，所述夹持套杆(5)内腔的顶部固定安装有蓄电池(11)，且蓄电池(11)的底端与导电连杆(7)的顶端之间相互接触，所述夹持套杆(5)一侧的内部卡接有触动弹块(12)，所述触动弹块(12)的内部分别与蓄电池(11)、碳刷(10)以及固定安装在夹持套杆(5)外表面底部的光警报器(13)之间形成电流回路。

2.根据权利要求1所述的一种机械传感式寻边器，其特征在于：所述回转触杆(3)的顶端与触动连杆(6)的底端之间均设为半球型结构，且回转触杆(3)上半球型结构的直径大于触动连杆(6)上半球型结构的直径。

3.根据权利要求1所述的一种机械传感式寻边器，其特征在于：所述盘形弹簧(2)的弹力大小大于压力弹簧(9)的弹力大小，且小于回转触杆(3)在随着主轴旋转至400～600转时所产生的最小离心力。

4.根据权利要求1所述的一种机械传感式寻边器，其特征在于：所述回转触杆(3)外表面的底部活动套接有摩擦套筒。

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