CN114543719A - 多功能检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能检测装置及其检测方法，用于检测刀具长度和产品尺寸，检测装置包括：旋转机构、检测机构以及主轴。旋转机构包括多轴分度盘、与多轴分度盘同轴设置的尾座以及安装板，多轴分度盘以带动安装板以旋转中心轴为中心旋转；检测机构包括检测探头和放置检测探头的固定组件，固定组件随安装板一起旋转；主轴用于装夹刀具和检测探头。根据本发明实施方式的多功能检测装置，通过旋转后的检测探头对刀具或者产品进行检测，从而有效提高对刀的效率，减少因人工对刀出错和误差造成产品的品质事故。本发明的多功能检测装置能够取代传统的断刀检测装置，大幅度提高断刀检测的稳定性，减少故障率，使用周期更长，故障维护更简单快捷。
Description
技术领域
本发明是关于数控检测领域，特别是关于一种多功能检测装置及其检测方法。
背景技术
在切削加工的过程中，数控刀具会发生磨损甚至断刀现象，这也必然会影响到工件的加工质量，增加刀具消耗，使生产效率降低，因为及时确定刀具磨损和破损的程度并进行在线实时控制，是提高生产过程自动化程度及保证产品质量，避免损坏机床、刀具、工件的关键要素之一。
目前，普遍采用对刀仪进行对刀，但该对刀仪功能单一，只能用来检测刀具长度，无法对加工的产品进行来料检和切削加工后的检测。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能检测装置，其能提高对刀效率、刀具磨损检测精度和断刀检测精度。
为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种多功能检测装置，用于检测刀具长度和产品尺寸，包括：旋转机构、检测机构以及主轴。
旋转机构具有与x轴平行的旋转中心轴，所述旋转机构包括多轴分度盘、与所述多轴分度盘同轴设置的尾座以及设于所述多轴分度盘和所述尾座之间的安装板，所述多轴分度盘以带动所述安装板以旋转中心轴为中心旋转，所述安装板用以装夹产品；
所述检测机构包括检测探头和放置所述检测探头的固定组件，所述固定组件设置于所述安装板的一侧，以随所述安装板一起旋转；
所述主轴用于装夹所述刀具和检测探头。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述固定组件包括与所述安装板固定安装的基座、固定于所述基座上的锁紧组件，所述基座用于放置所述检测探头，所述锁紧组件用于固定和释放所述检测探头。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述检测探头包括第一环形凸块和第二环形凸块，所述基座上开设有用于放置所述检测探头的安置孔，所述安置孔为阶梯孔，所述检测探头穿过所述安置孔，以使所述第二环形凸块抵接所述安置孔的内水平面，并通过所述锁紧组件固定所述第一环形凸块。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述锁紧组件包括气缸和挡片，所述气缸用于推动所述挡片以使所述挡片移动到所述第一环形凸块上方。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述安置孔内安装有与所述检测探头抵接的抵接件以及连接抵接件与所述安置孔的弹性件。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述第一环形凸块设有凹槽，所述锁紧组件包括气缸和挡片，所述气缸用于推动所述挡片插入所述凹槽，以限制所述检测探头移动。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述旋转机构还包括底座，所述底座用以固定所述多轴分度盘和尾座。
在本发明的另一方面当中，提供了一种检测方法，用于所述的检测装置，包括以下步骤：
S10、移动所述主轴至所述固定组件上方，将所述主轴装夹的检测探头放置在固定组件上，锁紧组件锁死；
S20、所述多轴分度盘旋转180°，所述主轴装夹刀具；
S30、移动所述主轴至所述检测探头上方，并使所述刀具的刀尖与所述检测探头接触，以检测刀具长度。
在本发明的另一方面当中，在S10之前还包括以下步骤：
S0、移动所述主轴至所述安装板上方，将所述主轴装夹的检测探头与所述安装板上安装的产品接触，以检测加工前产品尺寸。
在本发明的另一方面当中，在S30之后还包括以下步骤：
S40、移动所述主轴至安装板上方，将所述主轴装夹的刀具与所述安装板上安装的产品接触，以加工产品；
S50、移动所述主轴至机床的刀库，将所述刀具存入刀库，所述多轴分度盘旋转180°；
S60、移动所述主轴至所述固定组件上方，锁紧组件放开，所述主轴装夹所述检测探头；
S70、移动所述主轴至所述安装板上方，将所述主轴装夹的检测探头与所述安装板上安装的产品接触，以检测加工后产品尺寸。
与现有技术相比，根据本发明实施方式的多功能检测装置，通过固定组件固定检测探头，通过旋转机构带动检测探头以旋转中心轴为中心旋转，通过旋转后的检测探头对刀具或者产品进行检测，从而有效提高对刀的效率，减少因人工对刀出错和误差而造成产品的品质事故。本发明实施方式的多功能检测装置能够取代传统的断刀检测装置，大幅度提高断刀检测的稳定性，减少故障率，使用周期更长，故障维护更简单快捷。本发明实施方式的多功能检测装置能够合并产品装夹作业、进行产品校正以及产品尺寸检测，提高成品率。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的多功能检测装置的结构示意图；
图2是图1中A处的结构示意图；
图3是根据本发明一实施方式的检测探头的正面结构示意图；
图4是根据本发明一实施方式的安置槽的结构示意图；
图5是根据本发明一实施方式的多功能检测装置带动安装板以旋转中心轴L为中心旋转180°后的状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1
如图1所示，一种多功能检测装置，包括：旋转机构10、检测机构20以及主轴30。
如图1所示，旋转机构10具有与x轴平行的旋转中心轴L，旋转机构10与检测机构20配合安装。旋转机构10用于带动检测机构20以旋转中心轴L为中心旋转。在本实施方式中，旋转机构10能够带动检测机构20以旋转中心轴L为中心旋转180°。
如图1所示，旋转机构10包括多轴分度盘11、与多轴分度盘11同轴设置的尾座12以及设于多轴分度盘11和尾座12之间的安装板13。
多轴分度盘11能够带动安装板13以旋转中心轴L为中心旋转，安装板13用以装夹产品，安装板13同时与检测机构20配合安装。在本实施方式中，多轴分度盘11为四轴分度盘。在其他实施方式中，多轴分度盘11可以为其它轴数的分度盘，仅需满足能够带动检测机构20以旋转中心轴L为中心旋转180°即可。
在本实施方式中，多轴分度盘11能够带动安装板13以旋转中心轴L为中心旋转180°。
如图1所示，旋转机构10还包括底座14，底座14用以固定多轴分度盘11和尾座12。在本实施方式中，底座14设置有两个以分别固定多轴分度盘11和尾座12。在其他实施方式中，底座14可以设置一个以固定多轴分度盘11和尾座12。
如图1所示，检测机构20包括检测探头21和放置检测探头21的固定组件22，固定组件22设置于安装板13的一侧，以随安装板13一起旋转。
检测探头21可对刀具的长度以及加工过程中刀具的磨损及断刀进行检测，检测探头21还可对产品的加工原点、平面度以及产品加工完的尺寸进行检测，检测探头21还可对产品装夹的尺寸进行检测。
多轴分度盘11通过带动安装板13以旋转中心轴L为中心旋转180°从而带动固定组件22以及放置在固定组件22上的检测探头21以旋转中心轴L为中心旋转180°。
如图2结合图1所示，固定组件22包括与安装板13固定安装的基座221、固设于基座221上的锁紧组件。基座221用于放置检测探头21，锁紧组件用于固定和释放检测探头21。
如图3、图4和图2所示，检测探头21包括本体210以及设置在本体210上的第一环形凸块211和第二环形凸块212。基座221上开设有用于放置检测探头21的安置孔2211，安置孔2211为阶梯孔。检测探头21穿过安置孔2211，以使第二环形凸块212的底面抵接安置孔2211的内水平面22111，并通过锁紧组件固定第一环形凸块211。
在本实施方式中，第一环形凸块211上设有凹槽2111。锁紧组件包括气缸2221和挡片2222。气缸2221安装于基座221上，气缸2221用于推动挡片2222插入凹槽2111，以限制检测探头21移动。气缸2221为柔性自锁式气缸。
在本实施方式中，锁紧组件设置有两组且对称布设，限位槽121的数量与锁紧组件的数量相对应。在其他实施方式中，锁紧组件的数量可以大于两组且可以采用其他布设方式。
如图4所示，安置孔2211内安装有与检测探头21抵接的抵接件231以及连接抵接件231与安置孔2211的弹性件(未示出)。弹性件一端连接抵接件231、另一端与安置孔2211的内水平面22111上方的侧壁22112连接。抵接件231可以采用橡胶或者塑料材料制成。抵接件231可以呈半球体状。抵接件231和弹性件设置有多组且呈圆周分布。
检测探头21放置于安置孔2211内时，第二环形凸块212的底部会对抵接件231产生按压使得弹性件收缩。在第二环形凸块212的底部与安置孔2211的内水平面22111接触的同时，抵接件231在弹性件的作用下与第一环形凸块211和第二环形凸块212之间的检测探头21的侧壁抵接。通过设置抵接件231和弹性件，使得检测探头21放置于安置孔2211为软性放置，防止检测探头21在放置于安置孔2211时因硬性碰触而损坏。
在检测探头21放置于安置孔211内时，检测探头21的检测端部会穿过安置孔2211而裸露在基座221的一侧，另一部分检测探头21由于安置孔211的阻挡而裸露在基座221的另一侧。
在初始状态下，基座221和安装板13均与水平面平行，穿过安置孔2211的检测探头21的检测端部位于基座221的下方，另一部分检测探头21位于基座221的上方。如图5所示，在多轴分度盘11带动安装板13以旋转中心轴L为中心旋转180°后，穿过安置孔2211的检测探头21的检测端部位则位于基座221的上方，另一部分检测探头21则位于基座221的下方。此时，在将检测探头21以旋转中心轴L为中心旋转180°后，将刀具或产品移动至检测探头21上方与检测探头21的检测端部接触，最后通过检测探头21的跳转功能对刀具长度和产品尺寸进行检测。
如图1和图2所示，主轴30用于装夹所述刀具和检测探头。能够抓取检测探头21并带动检测探头21移动。在主轴30用于带动检测探头21移动至检测机构20处将检测探头21固定。在需要使用检测探头21时，主轴30带动检测探头21移动至检测机构20处。气缸221带动挡片222收缩，主轴30将检测探头21放置于安置孔211内，气缸221带动挡片222伸出将检测探头21固定，主轴30移开。多轴分度盘11带动安装板13以旋转中心轴L为中心旋转180°，此时主轴30能够抓取刀具、产品或者产品装夹移动至检测探头21上方的安全作业高度处进行检测。在不需要使用检测探头21时，多轴分度盘11带动安装板13以旋转中心轴L为中心旋转恢复至0°，气缸221带动挡片222收缩，主轴30将检测探头21抓取移开。
本发明相较于传统手动对刀，精密度可达到0.003，对刀速度更加快捷。本发明相较于传统手动对刀，故障维护操作更加方便，检测探头21涵盖了对刀仪的功能，及对产品装夹、产品的平面度、产品的加工原点、产品直线校正、产品尺寸的检测，更加节约了成本。本发明相较于传统断刀检测，检测精度更高，同时能够检测刀具磨损状况，并可通过检测刀具磨损情况和产品品质状况的紧密度积累刀具使用经验。
结合图1至图5，本发明还提供了一种检测方法，用于上述的检测装置，包括以下步骤：
S10、移动主轴30至固定组件22上方，将主轴30装夹的检测探头21放置在固定组件22上，锁紧组件锁死检测探头21；
S20、多轴分度盘11旋转180°，主轴30装夹刀具；
S30、移动主轴30至检测探头21上方，并使刀具的刀尖与检测探头21接触，以检测刀具长度。
另外，在S10之前还包括以下步骤：
S0、移动主轴30至安装板13上方，将主轴30装夹的检测探头21与安装板13上安装的产品接触，以检测加工前产品尺寸。
进一步的，在S30之后还包括以下步骤：
S40、移动主轴30至安装板13上方，将主轴30装夹的刀具与安装板13上安装的产品接触，以加工产品；
S50、移动主轴30至机床的刀库，将刀具存入刀库，多轴分度盘11再次旋转180°；
S60、移动主轴30至固定组件22上方，锁紧组件放开，主轴30装夹检测探头21；
S70、移动主轴30至安装板13上方，将主轴30装夹的检测探头21与安装板13上安装的产品接触，以检测加工后产品尺寸。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种多功能检测装置，用于检测刀具长度和产品尺寸，其特征在于，包括：
旋转机构，具有与x轴平行的旋转中心轴，所述旋转机构包括多轴分度盘、与所述多轴分度盘同轴设置的尾座以及设于所述多轴分度盘和所述尾座之间的安装板，所述多轴分度盘以带动所述安装板以旋转中心轴为中心旋转，所述安装板用以装夹产品；
检测机构，所述检测机构包括检测探头和放置所述检测探头的固定组件，所述固定组件设置于所述安装板的一侧，以随所述安装板一起旋转；
主轴，所述主轴用于装夹所述刀具和检测探头。
2.如权利要求1所述的多功能检测装置，其特征在于，所述固定组件包括与所述安装板固定安装的基座、固设于所述基座上的锁紧组件，所述基座用于放置所述检测探头，所述锁紧组件用于固定和释放所述检测探头。
3.如权利要求2所述的多功能检测装置，其特征在于，所述检测探头包括第一环形凸块和第二环形凸块，所述基座上开设有用于放置所述检测探头的安置孔，所述安置孔为阶梯孔，所述检测探头穿过所述安置孔，以使所述第二环形凸块抵接所述安置孔的内水平面，并通过所述锁紧组件固定所述第一环形凸块。
4.如权利要求3所述的多功能检测装置，其特征在于，所述锁紧组件包括气缸和挡片，所述气缸用于推动所述挡片以使所述挡片移动到所述第一环形凸块上方。
5.如权利要求3所述的多功能检测装置，其特征在于，所述安置孔内安装有与所述检测探头抵接的抵接件以及连接抵接件与所述安置孔的弹性件。
6.如权利要求3所述的多功能检测装置，其特征在于，所述第一环形凸块设有凹槽，所述锁紧组件包括气缸和挡片，所述气缸用于推动所述挡片插入所述凹槽，以限制所述检测探头移动。
7.如权利要求1所述的多功能检测装置，其特征在于，所述旋转机构还包括底座，所述底座用以固定所述多轴分度盘和尾座。
8.一种检测方法，用于如权利要求1-7任一项所述的检测装置，其特征在于，包括以下步骤：
S10、移动所述主轴至所述固定组件上方，将所述主轴装夹的检测探头放置在固定组件上，锁紧组件锁死；
S20、所述多轴分度盘旋转180°，所述主轴装夹刀具；
S30、移动所述主轴至所述检测探头上方，并使所述刀具的刀尖与所述检测探头接触，以检测刀具长度。
9.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，在S10之前还包括以下步骤：
S0、移动所述主轴至所述安装板上方，将所述主轴装夹的检测探头与所述安装板上安装的产品接触，以检测加工前产品尺寸。
10.如权利要求8或9任一项所述的检测方法，其特征在于，在S30之后还包括以下步骤：
S40、移动所述主轴至安装板上方，将所述主轴装夹的刀具与所述安装板上安装的产品接触，以加工产品；
S50、移动所述主轴至机床的刀库，将所述刀具存入刀库，所述多轴分度盘旋转180°；
S60、移动所述主轴至所述固定组件上方，锁紧组件放开，所述主轴装夹所述检测探头；
S70、移动所述主轴至所述安装板上方，将所述主轴装夹的检测探头与所述安装板上安装的产品接触，以检测加工后产品尺寸。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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