CN113369988B - 一种机床角度头自动找正装置及找正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机床角度头自动找正连接装置，实现工件测头与角度头之间的连接；同时本发明公开了一种机床角度头找正方法，通过工件测头对标准球进行测量得到第一位置数据，然后将工件测头与角度头连接后对标准球进行测量得到第二位置数据，通过比对第一位置数据与第二位置数据实现对角度头的高效率高精度找正调节。

Description

一种机床角度头自动找正装置及找正方法

技术领域

本发明属于角度头找正的技术领域，具体涉及一种机床角度头自动找正连接装置及找正方法。

背景技术

数控加工已经是一种非常成熟的机械加工技术，可加工外形复杂多样的工件。涉及到小腔、小口径、边侧加工时，常因为机床主轴无法进入待加工区，选择角度头进行加工。角度头属于机床附件，机床安上角度头后刀具旋转中心可以与主轴旋转中心线成角度加工工件，在安装角度头时需要对角度头进行找正，确保角度头刀具旋转轴线与机床坐标系某一基准面平行。现有的找正过程为人工测量并操作找正，操作繁琐且存在一定误差，特别是加工刀具月越长，通过人工找正的误差就越大。而且在需要调头加工，且加工精度较高的情况下，对角度头的人工补偿方法就更为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机床角度头自动找正连接装置，实现工件测头与角度头的同轴连接。同时本发明公开了一种机床角度头找正方法，通过在角度头上安装工件测头，通过工件测头与角度头配合，准确快捷地对角度头进行高精度找正。

本发明通过下述技术方案实现：

一种机床角度头自动找正连接装置，包括与刀柄连接的连接套，所述连接套靠近刀柄的一端设置有与刀柄的外锥面配合的内锥面，所述内锥面的内部与连接套同轴设置有与刀柄上的螺纹孔连接的螺纹连接段，所述连接套远离刀柄的一端同轴设置有光杆段，所述光杆段远离连接套的一端设置有连接头。

通过连接套的内锥面与工件测头的刀柄的外锥面配合，同时通过连接套一端设置的螺纹连接段与工件测头的刀柄上的螺纹孔进行螺纹连接，进而实现连接套与工件测头之间的同轴连接。同时通过连接套另一端的光杆端的连接头与角度头刀柄连接孔之间的卡接，进而实现连接套与角度头的连接，进而实现工件测头在角度头上的安装，同时使得工件测头的轴线与角度头的旋转轴线同轴设置。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述内锥面的轴向深度大于二分之一刀柄长度。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述螺纹连接段靠近刀柄的一端延伸至内锥面的外侧或螺纹连接段靠近刀柄的一端回缩至内锥面的内侧。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述连接套远离刀柄的一端同轴设置有定位台阶，所述定位台阶远离刀柄的一端同轴设置有退避槽。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述连接头为高精度方头。

一种机床角度头找正方法，基于一种机床角度头自动找正连接装置实现，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将经过校准的标准球安装在机床工作台面上，采用经过校准的工件测头测量标准球在机床工作台面上的第一位置数据；

步骤2、采用机床角度头自动找正连接装置将工件侧头安装至角度头上，使得角度头刀具旋转轴线与工件测头的轴线同轴；

步骤3、将安装好工件测头的角度头安装于机床主轴中，通过角度头专用定位块粗定位角度头刀轴方向，使得角度头刀具旋转轴线与机床某一基准平面平行；

步骤4、采用安装了工件测头的角度头测量标准球，得到标准球第二位置数据；

步骤5、将第一位置数据与第二位置数据进行比对计算得到实际位置偏差，根据实际位置偏差计算角度头的刀具旋转轴线与机床坐标系基准平面之间的偏差角度；

步骤6、将偏差角度转换为机床回转轴的旋转角度，根据旋转角度对机床回转轴进行转动找正。

为了更好的实现本发明，进一步地，对机床回转轴进行回转找正后，再次利用角度头测量标准球得到复查位置数据，将复查位置数据与第一位置数据进行比对计算对偏差角度进行复查。

为了更好的实现本发明，进一步地，对工件测头的校准包括对测头长度与测头测针直径的校准，得到第一测头长度与第一测头测针直径。

为了更好的实现本发明，进一步地，在进行步骤3之前，将安装好工件测头的角度头置于刀具预调仪中测量工件测头的第二测头长度，并将第二测头长度替换第一测头长度进行更新。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明通过在连接套上对应工件测头的刀柄的外锥面设置内锥面，同时在内锥面的内部对应刀柄上的螺纹孔设置连接螺纹段，通过连接螺纹段与螺纹孔的配合、内锥面与外锥面的配合，进而实现工件测头在连接套一端的同轴连接；同时通过在连接套的另一端同轴设置光轴段，并在光轴段的端部设置与角度头上的刀柄安装孔对应卡接的连接头，进而实现工件测头与角度头的同轴安装；

（2）本发明通过直接采用工件测头测量标准球得到第一位置数据，然后将工件测头与角度头通过机床角度头自动找正连接装置同轴连接后，通过带有工件测头的角度头再次测量标准球得到第二位置数据，通过将第一位置数据与第二位置数据进行比对，即可精确得到角度头的偏差角度，进而根据偏差角度对角度头进行旋转调节，对角度头进行高精度找正，提高角度头与机床基准平面的平行度，从而提高复杂高精度工件的加工质量。

附图说明

图1为机床角度头自动找正连接装置的结构示意图；

图2为机床角度头自动找正连接装置的安装示意图；

图3为工件测头与角度头的连接示意图。

其中：1-连接套；2-螺纹连接段；3-光杆段；4-工件测头；5-角度头。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种机床角度头自动找正连接装置，如图1和图2所示，包括与刀柄连接的连接套1，所述连接套1靠近刀柄的一端设置有与刀柄的外锥面配合的内锥面，所述内锥面的内部与连接套1同轴设置有与刀柄上的螺纹孔连接的螺纹连接段2，所述连接套1远离刀柄的一端同轴设置有光杆段3，所述光杆段3远离连接套1的一端设置有连接头。

所述螺纹连接段2安装于工件测头4刀柄的螺纹孔中，螺纹连接段2的外螺纹尺寸根据对应刀柄的螺纹孔的标准尺寸设置。连接套1的内锥面与刀柄的外锥面配合，进而实现工件测头4与连接套1的连接。所述光杆段3具有高精度直径尺寸，光杆段3远离连接套1的一端设置的连接头用于与角度头5上的刀具安装孔配合连接，最终实现工件测头4与角度头5之间的连接。

进一步的，所述连接装置的螺纹连接段2、内锥面、光杆段3之间的同轴度≤φ0.1mm，最终保证工件测头4轴线与角度头5刀具轴线的同轴度。

进一步的，所述连接头为高精度方头，角度头5上的刀具安装孔为对应高精度方头设置的方孔。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，所述内锥面的轴向深度大于二分之一刀柄长度，保证工件测头4的刀柄上的外锥面与连接套1上的内锥面配合时，内锥面的内部端面与刀柄的端面之间留有间隙。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，所述螺纹连接段2靠近刀柄的一端延伸至内锥面的外侧或螺纹连接段2靠近刀柄的一端回缩至内锥面的内侧。

当刀柄的外锥面长度小于两倍连接套1上的内锥面长度时，此时螺纹连接段2靠近刀柄的一端延伸至内锥面的外侧并与刀柄端面上的螺纹孔螺纹连接，使得刀柄的外锥面与连接套1上的内锥面配合更加紧密。

当刀柄的外锥面长度大于两倍连接套1上的内锥面长度时，此时螺纹连接段2靠近刀柄的一端回缩至内锥面的内侧并与刀柄端面上的螺纹孔螺纹连接，使得刀柄的外锥面与连接套1上的内锥面配合更加紧密。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，所述连接套1远离刀柄的一端同轴设置有定位台阶，所述定位台阶远离刀柄的一端同轴设置有退避槽。

通过定位台阶对光杆段3与角度头5的连接进行定位，同时通过设置退避槽使得角度头5能够从光杆段3上便捷取下。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

一种机床角度头找正方法，基于一种机床角度头自动找正连接装置实现，包括以下步骤：

步骤1、将经过校准的标准球安装在机床工作台面上，采用经过校准的工件测头4测量标准球在机床工作台面上的第一位置数据；

步骤2、采用机床角度头5自动找正连接装置将工件侧头安装至角度头5上，使得角度头5刀具旋转轴线与工件测头4的轴线同轴，即角度头5的旋转轴线、工件测头4的轴线、机床角度头5自动找正连接装置的轴线同轴设置，通过机床角度头5自动找正连接装置将工件测头4安装在角度头5上，构成如图3所示的连接结构。

步骤3、将安装好工件测头4的角度头5安装于机床主轴中，通过角度头5专用定位块粗定位角度头5刀具旋转轴线的方向，使得角度头5刀具旋转轴线与机床某一基准平面平行；

步骤4、采用安装了工件测头4的角度头5测量标准球，得到标准球第二位置数据；

步骤5、将第一位置数据与第二位置数据进行比对计算得到实际位置偏差，根据实际位置偏差计算角度头5的刀具旋转轴线与机床坐标系基准平面之间的偏差角度；

步骤6、将偏差角度转换为机床回转轴的旋转角度，根据旋转角度对机床回转轴进行转动找正。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上做进一步优化，对机床回转轴进行回转找正后，再次利用角度头5测量标准球得到复查位置数据，将复查位置数据与第一位置数据进行比对计算对偏差角度进行复查。

若通过第一位置数据与第二位置数据计算得到的偏差角度与通过复查位置数据与第一位置数据计算得到的偏差角度差值超过5%，则需要重新计算第二位置数据与复查位置数据，以确定哪一组数据偏差较大，并根据偏差较小的数据重新进行角度头5位置调节。

本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例1-6任一项的基础上做进一步优化，对工件测头4的校准包括对测头长度与测头测针直径的校准，得到第一测头长度与第一测头测针直径。

在进行步骤3之前，将安装好工件测头4的角度头5置于刀具预调仪中测量工件测头4的第二测头长度，并将第二测头长度替换第一测头长度进行更新。

本实施例的其他部分与上述实施例1-6任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种机床角度头找正方法，基于一种机床角度头自动找正连接装置实现，所述机床角度头自动找正连接装置包括与刀柄连接的连接套（1），所述连接套（1）靠近刀柄的一端设置有与刀柄的外锥面配合的内锥面，所述内锥面的内部与连接套（1）同轴设置有与刀柄上的螺纹孔连接的螺纹连接段（2），所述连接套（1）远离刀柄的一端同轴设置有光杆段（3），所述光杆段（3）远离连接套（1）的一端设置有连接头，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将经过校准的标准球安装在机床工作台面上，采用经过校准的工件测头测量标准球在机床工作台面上的第一位置数据；

步骤2、采用机床角度头自动找正连接装置将工件侧头安装至角度头上，使得角度头刀具旋转轴线与工件测头的轴线同轴；

步骤3、将安装好工件测头的角度头安装于机床主轴中，通过角度头专用定位块粗定位角度头刀轴方向，使得角度头刀具旋转轴线与机床某一基准平面平行；

步骤4、采用安装了工件测头的角度头测量标准球，得到标准球第二位置数据；

步骤5、将第一位置数据与第二位置数据进行比对计算得到实际位置偏差，根据实际位置偏差计算角度头的刀具旋转轴线与机床坐标系基准平面之间的偏差角度；

步骤6、将偏差角度转换为机床回转轴的旋转角度，根据旋转角度对机床回转轴进行转动找正。

2.根据权利要求1所述的一种机床角度头找正方法，其特征在于，对机床回转轴进行回转找正后，再次利用角度头测量标准球得到复查位置数据，将复查位置数据与第一位置数据进行比对计算对偏差角度进行复查。

3.根据权利要求1或2所述的一种机床角度头找正方法，其特征在于，对工件测头的校准包括对测头长度与测头测针直径的校准，得到第一测头长度与第一测头测针直径。

4.根据权利要求3所述的一种机床角度头找正方法，其特征在于，在进行步骤3之前，将安装好工件测头的角度头置于刀具预调仪中测量工件测头的第二测头长度，并将第二测头长度替换第一测头长度进行更新。

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