CN201872001U - 一种机床的加工误差检测装置 - Google Patents

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王晓波
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Abstract

本实用新型提供了一种机床的加工误差检测装置，属于机械技术领域。它解决了现有机床的加工误差检测方法存在成本高、精度差、效率低等技术问题。本机床的加工误差检测装置，设置在机床面板处，包括千分表，所述的千分表具有可伸缩的测量探头和信号输出接口，所述的信号输出接口连接于单片机，所述的单片机产生控制信号作用于机床数控系统上，所述的千分表与机床面板之间设有能调整测量探头与被检测工件间距的水平移动机构和垂直升降机构。本实用新型具有测量精度高、成本较低、效率高等优点。

Description

一种机床的加工误差检测装置
技术领域
本实用新型属于机械技术领域，涉及机床的加工误差检测装置，特别是一种因刀具磨损引起机床的加工误差检测装置。
背景技术
切削加工是机械制造行业最基本的加工技术。随着现代科技的发展，对加工工件的精度要求也随之提高。影响切削加工精度的因素有很多，比如加工方法、机床性能、工件材质、切削温度、刀具磨损等等。对于刀具磨损引起的误差，是普遍存在的，它影响了每个零件的加工精度。刀具使用得越长，其加工工件的误差也越大。因此，引起了很多加工企业的重视。但是，对此项误差的检测，特别是实施在线检测始终是一个难点。
目前，对因刀具磨损引起的工件误差检测主要有以下几种方法：
1、图像检测法：使用CCD摄入检测工件图像，对数字图像进行滤波、二值化处理，然后使用数字图像算法的一些原理对工件的误差作出计算。这种检测方法成本很高，技术难度大，因此很难推广使用。
2手动检测法：使用螺旋测微仪对检测工件进行多点测量，然后把这些测量值进行比较分析，得出其工件误差。这种测量方法影响工件加工效率，同时又存在人为读数误差，因此很不科学。
3经验法：在很多企业中，当刀具使用一段时间后就废弃不用，这种方法虽能提高批量工件的加工精度。但无法对工件的误差作出定量的判断，而且还很有可能存在刀具的浪费现象，提高了企业的生产成本，因此不可取。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种机床的加工误差检测装置，该检测装置具有能准确的检测出刀具磨损产生的工件误差的特点。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种机床的加工误差检测装置，设置在机床面板处，其特征在于，包括千分表，所述的千分表具有可伸缩的测量探头和信号输出接口，所述的信号输出接口连接于单片机，所述的单片机产生控制信号作用于机床数控系统上，所述的千分表与机床面板之间设有能调整测量探头与被检测工件间距的水平移动机构和垂直升降机构。
数控机床在切削工件时，工件是安装在机床卡盘上的，通过未磨损的刀具对工件进行切削，切削完成后，通过垂直升降机构使千分表的测量探头接触到工件的表面，通过水平移动机构使千分表向右移动，这时，千分表输出一组数据至单片机，单片机系统对这组数据求平均值，得到一个基准数值a，然后使千分表继续向右水平移动脱离工件。随后，刀具对下一个工件进行切削，切削完成后，通过水平移动机构使千分表向左移动，接触到工件，此时，千分表输出另一组数值至单片机，单片机系统对这组数据求平均值，得到另一个数值b1。经过多次切削后，刀具会产生磨损，这样，在给定相同切削深度的情况下，数值bn(bn为多次切削后的千分表测量平均值)与基准数值a之间的差值会越来越大。将两者之间的差值通过单片机进行处理，并设置当其差值超过一定值时，单片机产生一个控制信号传递到机床数控系统上，机床数控系统可以控制机床停止工作，或者控制报警器发生报警信号，提醒操作者及时更换刀具。
在上述的机床的加工误差检测装置中，所述的垂直升降机构包括固定板一、滑块一、固定板二、旋转螺钉和轴承，所述的固定板一固定在上述的机床面板上，且在该固定板一上开设有滑槽，所述的固定板二垂直固定在固定板一上，且在该固定板二上开设有螺纹孔，所述的滑块一设置在固定板一的滑槽中，所述的轴承固定在滑块一内，所述的旋转螺钉穿设在固定板二的螺纹孔中，且所述的旋转螺钉上端设置在轴承的轴承孔中，上述的水平移动机构固定在滑块一上。通过转动旋转螺钉，旋转螺钉在固定板二的螺纹孔中上下垂直升降，从而带动滑块一沿着固定板一的滑槽上下垂直升降；滑块一的上下垂直升降，再带动水平移动机构上下垂直升降。
在上述的机床的加工误差检测装置中，所述的水平移动机构包括固定板三、电机、丝杠和滑块二，所述的固定板三固定在上述的滑块一上，且所述的固定板三开设有滑槽，所述的电机固定在固定板三上，所述的滑块二设置在固定板三的滑槽中，所述的丝杠一端固定在电机的输出轴上，另一端穿设在滑块二上，且穿出滑块二，上述的千分表固定在滑块二上。通过电机的正转或反转，再带动丝杠的正转或反转；丝杠的正转或反转使滑块二沿着固定板三的滑槽左右水平移动；滑块二左右水平移动最终带动千分表的左右水平移动。
在上述的机床的加工误差检测装置中，所述的丝杠端部与机床面板之间的距离要大于被检测工件与机床面板之间的距离。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：1、方法简单可靠，可实施性强，适合推广使用。2、测量精度高：由于使用千分表进行测量，其精度可达0.001mm。3、控制自动化：由偏离值生成控制信号，对控制系统进行控制实现了自动化处理。4、实现了在线检测：该方法在工件加工完成后不必卸载工件，即可实现在线检测。5、开发使用成本低，可使企业在低消耗下提高产品质量，获得巨大的经济效益。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中，1、机床面板；2、千分表；21、测量探头；22、信号输出接口；3、机床数控系统；4、固定板一；41、滑槽；5、滑块一；6、固定板二；7、旋转螺钉；8、固定板三；9、电机；10、丝杠；11、滑块二；12、工件；13、机床卡盘；14、轴承。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1所示，本机床的加工误差检测装置，设置在机床面板1处，包括千分表2，所述的千分表2具有可伸缩的测量探头21和信号输出接口22，所述的信号输出接口22连接于单片机，所述的单片机产生控制信号作用于机床数控系统3上，所述的千分表2与机床面板1之间设有能调整测量探头21与被检测工件12间距的水平移动机构和垂直升降机构。
具体而言，垂直升降机构包括固定板一4、滑块一5、固定板二6、旋转螺钉7和轴承14，所述的固定板一4固定在上述的机床面板1上，且在该固定板一4上开设有滑槽41，所述的固定板二6垂直固定在固定板一4上，且在该固定板二6上开设有螺纹孔，所述的滑块一5设置在固定板一4的滑槽41中，所述的轴承14固定在滑块一5内，所述的旋转螺钉7穿设在固定板二6的螺纹孔中，且所述的旋转螺钉7上端设置在轴承14的轴承孔中上，上述的水平移动机构固定在滑块一5上。通过转动旋转螺钉7，旋转螺钉7在固定板二6的螺纹孔中上下垂直升降，从而带动滑块一5沿着固定板一4的滑槽41上下垂直升降；滑块一5的上下垂直升降，再带动水平移动机构上下垂直升降。
水平移动机构包括固定板三8、电机9、丝杠10和滑块二11，所述的固定板三8固定在上述的滑块一5上，具体的说，固定板三8与滑块一5之间通过角钢相连接，在固定板三8开设有滑槽，所述的电机9固定在固定板三8上，所述的滑块二11设置在固定板三8的滑槽中，所述的丝杠10一端固定在电机9的输出轴上，另一端穿设在滑块二11上，且穿出滑块二11，上述的千分表2固定在滑块二11上。通过电机9的正转或反转，再带动丝杠10的正转或反转；丝杠10的正转或反转使滑块二11沿着固定板三8的滑槽左右水平移动；滑块二11左右水平移动最终带动千分表2的左右水平移动。
在本实施例中，丝杠10端部与机床面板1之间的距离要大于被检测工件12与机床面板1之间的距离。这样的设计使千分表2在向右移动的时候能脱离被检测工件12。
数控机床在切削工件12时，工件12是安装在机床卡盘13上的，通过未磨损的刀具对工件12进行切削，切削完成后，通过转动旋转螺钉7，旋转螺钉7在固定板二6的螺纹孔中上下垂直升降，从而带动滑块一5沿着固定板一4的滑槽41上下垂直升降；滑块一5的上下垂直升降，再带动千分表2的上下垂直升降，最后使千分表2的测量探头21接触到工件12的表面，然后，通过电机9工作，电机9输出轴正转，再带动丝杠10的转动；丝杠10的转动使滑块二11沿着固定板三8的滑槽向右移动，此时，千分表2上输出一组数据至单片机，单片机系统对这组数据求平均值，得到一个基准数值a；滑块二11继续向右移动最终带动千分表2脱离工件12。随后，刀具对下一个工件12进行切削，切削完成后，通过电机9反转使千分表2向左移动，接触到工件12，此时，千分表2输出另一组数值至单片机，单片机系统对这组数据求平均值，得到另一个数值b1。如此反复，经过多次切削后，刀具会产生磨损，这样，在给定相同切削深度的情况下，数值bn(bn为多次切削后的千分表测量平均值)与基准数值a之间的差值会越来越大。将两者之间的差值通过单片机进行处理，并设置当其差值超过一定值时，单片机产生一个控制信号传递到机床数控系统3上，机床数控系统3可以控制机床停止工作，或者控制报警器发生报警信号，提醒操作者及时更换刀具。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了1、机床面板；2、千分表；21、测量探头；22、信号输出接口；3、机床数控系统；4、固定板一；41、滑槽；5、滑块一；6、固定板二；7、旋转螺钉；8、固定板三；9、电机；10、丝杠；11、滑块二；12、工件；13、机床卡盘；14、轴承等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (4)

1.一种机床的加工误差检测装置，设置在机床面板(1)处，其特征在于，包括千分表(2)，所述的千分表(2)具有可伸缩的测量探头(21)和信号输出接口(22)，所述的信号输出接口(22)连接于单片机，所述的单片机产生控制信号作用于机床数控系统(3)上，所述的千分表(2)与机床面板(1)之间设有能调整测量探头(21)与被检测工件(12)间距的水平移动机构和垂直升降机构。
2.根据权利要求1所述的机床的加工误差检测装置，其特征在于，所述的垂直升降机构包括固定板一(4)、滑块一(5)、固定板二(6)、旋转螺钉(7)和轴承(14)，所述的固定板一(4)固定在上述的机床面板(1)上，且在该固定板一(4)上开设有滑槽(41)，所述的固定板二(6)垂直固定在固定板一(4)上，且在该固定板二(6)上开设有螺纹孔，所述的滑块一(5)设置在固定板一(4)的滑槽(41)中，所述的轴承(14)固定在滑块一(5)内，所述的旋转螺钉(7)穿设在固定板二(6)的螺纹孔中，且所述的旋转螺钉(7)上端设置在轴承(14)的轴承(14)孔中，上述的水平移动机构固定在滑块一(5)上。
3.根据权利要求1所述的机床的加工误差检测装置，其特征在于，所述的水平移动机构包括固定板三(8)、电机(9)、丝杠(10)和滑块二(11)，所述的固定板三(8)固定在上述的滑块一(5)上，且所述的固定板三(8)开设有滑槽(41)，所述的电机(9)固定在固定板三(8)上，所述的滑块二(11)设置在固定板三(8)的滑槽(41)中，所述的丝杠(10)一端固定在电机(9)的输出轴上，另一端穿设在滑块二(11)上，且穿出滑块二(11)，上述的千分表(2)固定在滑块二(11)上。
4.根据权利要求3所述的机床的加工误差检测装置，其特征在于，所述的丝杠(10)端部与机床面板(1)之间的距离要大于被检测工件(12)与机床面板(1)之间的距离。
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