CN114965273A - 一种铣刀磨损检测一体化测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铣刀磨损检测一体化测量仪，目的是为了克服现有技术存在的缺陷和不足，包括壳体、装夹机构、旋滑机构、清理机构、排屑机构和检测机构，所述装夹机构与壳体固定连接，旋滑机构通过下滑组件与壳体滑动连接于装夹机构下方，清理机构通过轴承与壳体内壁连接于旋滑机构下方，排屑机构与检测机构位于测量仪底部，通过轴承连接于壳体内壁，在本发明上可依次完成对刀具的装夹、清理和检测的功能，缩短测量时间，减少人力操作及干扰，提高测量精度和加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种铣刀刀具磨损检测机构，具体涉及一种铣刀磨损检测一体化测量仪。
背景技术
在金属切削过程中时常伴随着刀具磨损现象。而刀具的磨损程度直接影响着工件的加工精度和表面质量。在传统加工中对刀具的磨损程度估计通常都比较保守，使得大部分刀具得不到充分利用，这必然会带来加工成本的增加和效率的降低。
目前，市面上有着各种各样的检测机构，大部分装置结构复杂，操作困难，且忽略了清屑这个大问题，在实际加工场合中，刀具切削刃会残留一些碎屑和切削液，如不单独处理会极大的影响到测量精度，且还需考虑清理后的碎屑处理是否会对周边环境造成污染的问题。如公开号为CN202010408831.8公开的一种用于刀具磨损在机检测机构，该装置可以保证在不拆刀的情况下进行测量，解决了拆刀测量还需重新定位刀具的问题，但该装置结构安排不合理，例如夹紧机构和检测机构之间无法互相配合，需单独人工进行操作，较为复杂。且夹紧机构如果用力过大可能会对刀杆造成伤害。两个摄像机的运动部件（驱动电机）由于壳体的旋转和中部封闭无法与电源连接，此外该装置适用范围较窄，目前看来只适用于圆柱形刀杆类刀具，且在刀具进入时由于一体式刀具规格不同，所以无法知道刀具进入后的具体位置，因此可能对摄像头造成伤害。又如公开号为CN202110148084.3公开的一种用于刀具磨损检测的定位夹具及实验平台，该装置提供了一种定位夹具，解决了定位问题，但结构复杂，操作困难，虽然没拆刀，但是却将刀柄从机床上拆下来了，降低了加工效率，并不适用于实际加工场合。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种装夹、清理和检测的一体化测量仪，将定位装夹，碎屑清理和磨损检测功能融为一体，在本发明上可依次完成对刀具的装夹、清理和检测的功能，有效解决拆刀检测和碎屑清理操作降低加工效率的问题，以及刀具装夹定位精度底和结构复杂的问题，提高测量精度和加工效率。
本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：
一种铣刀磨损检测一体化测量仪，其特征在于：包括壳体、装夹机构、旋滑机构、清理机构、排屑机构和检测机构，所述壳体与装夹机构固定连接，旋滑机构通过下滑组件与壳体滑动连接，清理机构通过上传动轴承与壳体内壁连接，排屑机构与检测机构通过下传动轴承连接于壳体内壁，其中：
所述装夹机构包括夹钩、连接销轴和压缩弹簧，壳体上端设有刀具插入口，外侧均匀分布三个凹形槽和六个凸起块，夹钩为圆钩形，三个夹钩分别通过连接销轴连接于装夹机构的外壁凸起块中，压缩弹簧两端分别与夹钩和凹型槽相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的壳体外部连接了三个夹钩，夹钩为钩形体，钩头部分采用圆弧设计，压缩弹簧时刻保持收紧状态，依靠夹钩钩头的弧度与弹簧的收缩，从而便于装夹。
作为本发明的一种优选技术方案，所述装夹机构的夹钩所夹的部位为刀柄中部的圆槽中，圆槽的上下端皆有一小弧度，市场主流刀柄皆有此圆槽，适用范围更广。
所述旋滑机构包括下滑组件、复位弹簧、燕尾槽、燕尾滑柱和复位弹簧槽，下滑组件外侧设有三根复位弹簧和三条燕尾滑柱，复位弹簧底端与下滑组件上的凸起块固定连接，上端与壳体内部开设的复位弹簧槽顶部固定连接，燕尾滑柱与壳体内部开设的三条燕尾槽滑动连接。
所述清理机构包括连接杆、毛刷、下滑槽、螺旋装置和上传动轴承，连接杆顶部与旋滑机构中的下压机构底端固定连接，螺旋装置表面开设有一圈下滑槽，下滑槽采用螺旋线制成，螺旋线的顶端与底端竖直相连，毛刷安装在螺旋装置内表面，螺旋装置通过上传动轴承与壳体旋转链接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述连接杆底部的滑柱采用弹簧连接，滑柱与下滑槽滑动配合，下滑槽采用螺旋线方式制成，下滑槽直线起点处设有一处增长端，与弹簧配和从而实现往复旋转动作。
作为本发明的一种优选技术方案，所述清理机构的毛刷安装在螺旋装置内部，安装方向与刀具的切削刃重合，便于清理刀具切削刃上残余的碎屑。
所述排屑机构包括排屑口、装屑槽、堵屑柱和橡胶圈，排屑口顶端位于刀具正下方，中部与检测机构中的下传动轴承固定连接，底部与装屑槽内部相通，堵屑柱安装在装屑槽正中央，其中端设有一圈圆形槽，橡胶圈套在圆形槽中。
作为本发明的一种优选技术方案，所述排屑口分为三段，上段为碗口型，中段为圆柱形，下段为漏斗形，与装屑槽相通，便于清理后的碎屑准确通畅的掉入至装屑槽。
作为本发明的一种优选技术方案，所述排屑口与装屑槽内部采用一层防水涂料以增强其耐蚀性与密封性。
所述检测机构包括内啮合从动齿轮、内啮合主动齿轮、下传动轴承、无线摄像机、旋转电机、环形光源灯、中央处理器和电源，内啮合从动齿轮设在下传动轴承内部，内啮合主动齿轮与内啮合从动齿轮啮合传动，内啮合主动齿轮中间与旋转电机的输出轴相连，旋转电机安装在电源上方的平台上，无线摄像机四十五度倾斜安装在下传动轴承顶盖上，环形光源灯安装在顶盖上，中央处理器安装在测量仪底端左侧，电源位于测量仪底端右侧，中间采用一挡板隔开，旋转电机、环形光源灯和中央处理器与电源相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述清理机构与检测机构之间的壳体部分采用螺纹连接，可便于拆开清理上方螺旋清屑装置中的毛刷和下方的排屑口。
有益效果
1. 本发明适用于现在市面上大部分主流刀柄，例如bt和hsk，能够离线检测刀具磨损，也能够在不拆卸刀具的情况下，对刀具磨损快速检测，并通过中央处理器传输刀具磨损信息，达到保证在有效寿命内进行工作，通过检测能及时更换刀具，进而提高工作效率；
2. 本发明在检测的基础上加入了清理功能，无需在检测时单独对刀具进行清理，减少测量时间，提高测量精度和加工效率；
3. 本发明所述的夹紧机构可以自行的对刀具进行装夹，无需人力夹紧，降低了人工的劳动强度，从而缩短测量时间，提高加工效率；
4. 本发明通过装夹、清理、检测三部分互相配合，只需往上一推就可以实现以上四个功能，提高了工作效率，操作方便快捷。
附图说明
图1是本发明的整体立体结构示意图；
图2是本发明的内部机构示意图；
图3是本发明的内部剖视结构示意图；
图4是本发明中装夹机构的示意图；
图5是本发明中旋滑机构的示意图；
图6是本发明中清理机构的示意图；
图7是本发明中图6的A向局部放大示意图；
图8是本发明中清理机构中连接杆的剖视图；
图9是本发明中检测机构的传动部分示意图；
图10是本发明中排屑机构与检测机构的组合示意图；
图11是本发明中排屑机构中堵屑柱的示意图；
图中：1、壳体，2、装夹机构，21、夹钩，22、连接销轴，23、压缩弹簧，3、旋滑机构，31、下滑组件，32、复位弹簧， 33、燕尾槽，34、燕尾滑柱，35、复位弹簧槽，4、清理机构，41、连接杆，411、滑柱，412、弹簧，42、毛刷，43、下滑槽，44、螺旋装置，45、上传动轴承，5、排屑机构，51、排屑口，52、装屑槽，53、堵屑柱、54橡胶圈， 6、检测机构，61、内啮合从动齿轮，62、内啮合主动齿轮，63、下传动轴承，64、无线摄像机，65、旋转电机，66、环形光源灯， 67、中央处理器，68、电源，7、刀柄，71、卡簧帽，72、刀具。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖多种不同方式实施。
本发明提出一种铣刀磨损检测一体化测量仪，如图1至图11所示，包括壳体1、装夹机构2、旋滑机构3、清理机构4、排屑机构5和检测机构6，所述壳体1与装夹机构2固定连接，旋滑机构3通过下滑组件31与壳体1内壁燕尾槽33滑动连接，清理机构4通过上传动轴承45与壳体1内壁连接，排屑机构5与检测机构6通过下传动轴承63连接于壳体1内壁。
所述夹紧机构2包括夹钩21、连接销轴22和压缩弹簧23，壳体1上端设有刀具插入口，外侧设有三个凹形槽和六个凸起块，夹钩21为圆钩形，三个夹钩21分别通过连接销轴22与外侧凸起块连接在壳体1外部，夹钩21内侧设有圆形槽，压缩弹簧23两端分别与圆形槽和凹型槽相连。当刀柄7中的刀具72顺着入口进入至测量仪内部时，压缩弹簧23随着刀具72的进入逐渐收缩，夹钩21通过与连接销轴22配合会向内发力，随着刀具72深入，直至夹钩21钩住刀柄7的圆环槽处以实现定位装夹。
所述旋滑机构3包括下滑组件31、复位弹簧32、燕尾槽33、燕尾滑柱34和复位弹簧槽35，下滑组件31外侧设有三根复位弹簧32和三条燕尾滑柱34，复位弹簧33底端与下滑组件31的凸起块固定连接，上端与壳体1内部开设的复位弹簧槽35固定连接，燕尾滑柱34与壳体1内部开设的三条燕尾槽33滑动连接。卡簧帽71随着刀具72的进入会压住下滑组件31，随着刀具72的深入，下滑组件31通过复位弹簧32的收缩和燕尾滑柱34、燕尾槽35的滑动配合以实现旋滑机构3的下移及复位。
所述清理机构4包括连接杆41、毛刷42、下滑槽43、螺旋装置44和上传动轴承45，连接杆41顶部与旋滑机构3中的下压机构31底端固定连接，螺旋装置44表面开设有一圈下滑槽43，下滑槽43采用圈螺旋线制成，螺旋线的顶端与底端竖直相连，毛刷42安装在螺旋装置44内表面，螺旋装置44通过上传动轴承45与壳体1内壁连接，连接杆41初始位置为下滑槽43顶端处，连接杆41底部的滑柱411采用弹簧连接，滑柱411与下滑槽43滑动配合，下滑槽43采用螺旋线方式开槽，下滑槽43直线起点处设有一处增长端，与弹簧412配和从而实现往复旋转动作。毛刷42安装在螺旋装置44内部，安装方向与刀具72的切削刃重合从而便于清理，螺旋装置44外侧通过上传动轴承45与壳体1内壁连接以减小摩擦，具体工作时，下滑组件31下移带动连接杆41中的滑柱411顺着下滑槽43螺旋线方向下移从而带动螺旋装置44中的毛刷42旋转进行清理，螺旋装置44旋转一周后刀具碎屑清理完毕并进入检测区域。
所述排屑机构5包括排屑口51、装屑槽52、堵屑柱53和橡胶圈54，排屑口51顶端位于刀具72正下方，中部与下传动轴承63固定连接，底部与装屑槽52内部相通，堵屑柱53安装在装屑槽52正中央，其中端设有一圈圆形槽，橡胶圈54套在圆形槽中，排屑口51分为三段，上段为碗口型，便于碎屑准确掉落，中段为圆柱形，下段为漏斗形，与装屑槽52相通，排屑口51与装屑槽52内部采用一层防水涂料以增强其耐蚀性与密封性，装屑槽52正中央设有一堵屑柱53，堵屑柱53中段设有圆环槽，橡胶圈54套在此槽中用以防止清理后的碎屑掉出污染环境，具体工作时，碎屑进行清理后顺着排屑口51的上端掉入至装屑槽52中，拔出堵屑柱53后向装屑槽52中注入液体清理即可。
所述检测机构6包括内啮合从动齿轮61、内啮合主动齿轮62、下传动轴承63、无线摄像机64、旋转电机65、环形光源灯66、中央处理器67和电源68，内啮合从动齿轮61设在下传动轴承63内部，内啮合主动齿轮62与内啮合从动齿轮61啮合传动，内啮合主动齿轮62中间与旋转电机65的输出轴相连，旋转电机65安装在电源68上方的平台上，无线摄像机64四十五度倾斜安装在下传动轴承63顶盖上，环形光源灯66安装在顶盖上，下传动轴承63与壳体1内壁连接以减小摩擦，中央处理器67安装在测量仪底端左侧，电源68位于测量仪底端右侧，中间采用挡板隔开，无线摄像机64、环形光源灯66和中央处理器67与电源68相连。当刀具处于待检测状态时，电源68分别发电至旋转电机65、环形光源灯66和中央处理器67中，旋转电机65通电后带动内啮合主、从动齿轮62、61啮合传动，环形光源灯66通电后提供光源，依靠下传动轴承63旋转带动无线摄像机64旋转进行拍摄，拍摄后得到的画面通过中央处理器67传输至电脑进行判断刀具磨损程度。
现对本发明的操作原理做如下描述：
将测量仪顺刀具71方向向上推动，刀具71顺着插入口进入测量仪内部，刀具进入时，卡簧帽71先接触下滑组件31，夹钩21随着刀具71的进入向内部刀柄7方向施加压力直至装夹在圆槽中，刀具下降时，下滑组件31下移带动连接杆41顺着下滑槽43滑动从而带动螺旋装置44中的毛刷42旋转清理，清理后的碎屑顺着排屑口51掉落至装屑槽52，装屑槽52正中央的堵屑柱53可取出清理内部，排屑机构5与清理机构4之间壳体1部位采用螺纹连接，可方便拆卸单独清理排屑口51，当刀具清理完毕后处于待检测状态时，电源开启，环形光源灯66发光，旋转电机65通过齿轮传动控制下传动轴承63上的无线摄像机64旋转拍摄，拍摄的图像通过中央处理器67传输至电脑判断刀具磨损程度，检测完毕后取出刀具，机构自动复位。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种铣刀磨损检测一体化测量仪，其特征在于：包括壳体（1）、装夹机构（2）、旋滑机构（3）、清理机构（4）、排屑机构（5）和检测机构（6），所述壳体（1）与装夹机构（2）固定连接，旋滑机构（3）通过下滑组件（31）与壳体（1）内壁燕尾槽（33）滑动连接，清理机构（4）通过上传动轴承（45）与壳体（1）内壁连接，排屑机构（5）与检测机构（6）通过下传动轴承（63）连接于壳体（1）内壁；
所述装夹机构（2）包括夹钩（21）、连接销轴（22）和压缩弹簧（23），装夹机构（2）顶端设有刀具插入口，外壁均匀设有三个凹形槽和六个凸起块，夹钩（21）为圆钩形，三个夹钩（21）分别通过连接销轴（22）连接于装夹机构（2）的外壁凸起块中，压缩弹簧（23）两端分别与夹钩（21）和凹型槽相连；
所述旋滑机构（3）包括下滑组件（31）、复位弹簧（32）、燕尾槽（33）、燕尾滑柱（34）和复位弹簧槽（35），下滑组件（31）外侧设有三根复位弹簧（32）和三条燕尾滑柱（34），复位弹簧（32）底端与下滑组件上的凸起块固定连接，上端与壳体（1）内部开设的复位弹簧槽（35）顶部固定连接，燕尾滑柱（34）与壳体（1）内部开设的三条燕尾槽（33）滑动连接；
所述清理机构（4）包括连接杆（41）、毛刷（42）、下滑槽（43）、螺旋装置（44）和上传动轴承（45），连接杆（41）与螺旋装置（44）表面开设的一圈下滑槽（43）滑动连接，下滑槽（43）采用螺旋线制成，螺旋线的顶端与底端竖直相连，毛刷（42）安装在螺旋装置（44）内表面，螺旋装置（44）通过上传动轴承（45）与壳体（1）外壁固定连接；
所述连接杆（41）底部的滑柱（411）采用弹簧连接，滑柱（411）与下滑槽（43）滑动配合，下滑槽（43）采用螺旋线方式制成，下滑槽（43）直线起点处设有一处增长端，与弹簧（412）配和从而实现往复旋转动作；
所述清理机构（4）的毛刷（42）安装在螺旋装置（44）内部，安装方向与刀具（72）的切削刃重合，清理机构（4）与检测机构（6）之间的壳体（1）部分采用螺纹连接，可便于拆开清理上方螺旋装置（44）中的毛刷（42）和下方排屑机构（5）中的排屑口（51）；
所述排屑机构（5）包括排屑口（51）、装屑槽（52）、堵屑柱（53）和橡胶圈（54），排屑口（51）顶端位于刀具（72）正下方，中端与检测机构（6）中的下传动轴承（63）固定连接，底部与装屑槽（52）内部相通，堵屑柱（53）安装在装屑槽（52）正中央，其中部设有一圈圆形槽，橡胶圈（54）套在圆形槽中；
所述排屑口（51）分为三段，上段为碗口型，中段为圆柱形，下段为漏斗形，与装屑槽（52）相通，排屑口（51）与装屑槽（52）内部采用一层防水涂料以增强其耐蚀性与密封性；
所述检测机构（6）包括内啮合从动齿轮（61）、内啮合主动齿轮（62）、下传动轴承（63）、无线摄像机（64）、旋转电机（65）、环形光源灯（66）、中央处理器（67）和电源（68），内啮合从动齿轮（61）位于下传动轴承（63）内部，内啮合主动齿轮（62）与内啮合从动齿轮（61）啮合传动，内啮合主动齿轮（62）中间与旋转电机（65）的输出轴相连，旋转电机（65）安装在电源（68）上方的平台上，无线摄像机（64）四十五度倾斜安装在下传动轴承（63）顶盖上，环形光源灯（66）安装在顶盖上，中央处理器（67）安装在测量仪底端左侧，电源（68）位于测量仪底端右侧，中间采用一挡板隔开，旋转电机（65）、环形光源灯（66）和中央处理器（67）与电源（68）相连。
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