CN204790502U - 一种数控机床在线测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数控机床在线测量系统，包括数控机床、安装在刀柄上的红外线测头、与红外线测头配套的测头接收器、与测头接收器电连接的CNC控制器，红外线测头上装设有测针，CNC控制器包括CNC系统，所述CNC系统包括工件位置设定模块、序中对比测量模块、成品检验模块、刀具破损检测识别模块、过程跟踪记录模块；数控机床根据测头检测程序带动红外线测头移动测量工件，测针与工件触碰后触发，并向测头接收器发出触发信号，同时将测量信息反馈到CNC系统，从而自动化完成工件位置设定、序中对比测量、成品检验、刀具破损检测识别及过程跟踪记录，实现自动化操作，提高了数控机床的高效率产值，降低人力成本，提高工件品质，减少返工、超差及废品。
Description
技术领域
本实用新型涉及数控机床技术领域，具体涉及一种数控机床在线测量系统。
背景技术
随着数控技术的不断发展和数控机床应用的不断扩大，如何提高数控机床的加工效率和质量，如何保证其加工精度，是数控机床在使用上的关键问题。
目前工业中使用到的数控机床都比较传统，工件的位置设定和成品检测都是人工完成，这需要耗费大量的加工辅助时间，同时也不能保证工件的品质，若加工生产量较大时，那就得扩大机器设备及人工生产力，投资成本较高，而且比较多的返工和超差还可能会导致交货期延误、紧急赶工及超时加班。
将在线测量技术融于数控加工中是解决该问题的主要方式，如若在数控加工中增加一个在线测量系统，就能将传统人工检测所需要的辅助时间完全应用到工件加工中去，这样就可以在有限的机器设备中增添了更多的加工产能，同时自动化的加工、测量也直接减少了所需操作人员来保持机器的正常运作，再者，还可以保证高品质的工件，大大减少返工、超差及废品，不但使得人力成本降低还能提高生产能，更能保证高品质的工件，直接、间接都大大的降低了成本，可以预见，在线测量技术在数控机床中的应用具有广阔的前景。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种数控机床在线测量系统，以便提高数控机床的生产效率及产值，实现自动化操作，降低人力成本，提高工件品质，减少返工、超差及废品。
为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：提供一种数控机床在线测量系统，包括数控机床、安装在刀柄上的红外线测头、与红外线测头配套的测头接收器、与测头接收器电连接的CNC控制器，所述红外线测头上装设有测针，所述CNC控制器包括CNC系统，所述CNC系统包括工件位置设定模块、序中对比测量模块、成品检验模块；
数控机床根据测头检测程序带动红外线测头移动，测针与工件触碰后触发，并向测头接收器发出触发信号，红外线测头开始沿工件做巡边检测，同时测头接收器将触发信号反馈到CNC系统，工件位置设定模块根据反馈信息测量工件位置的合理性以及工件的余量；
序中对比测量模块根据反馈信息自动计算出工件所需加工次数，在工件最后一道加工工序前，所述工件位置设定模块根据测头检测程序自动对工件的余量进行测量并对最后一道加工工序作出相应的调整；
红外线测头根据测头检测程序对加工完成后的工件进行测量并同时将信息反馈到CNC系统，成品检验模块根据反馈信息对工件品质做出评测。
作为优选的，在上述技术方案中，所述CNC系统还包括刀具破损检测识别模块，所述数控机床上还装设有用于对刀具进行破损检测的刀具测头，该刀具测头与CNC控制器电连接，所述刀具测头根据刀具检测程序对刀具进行检测并将检测信息反馈到CNC系统，所述刀具破损检测识别模块根据反馈信息对刀具的破损情况进行分析。
作为优选的，在上述技术方案中，所述CNC系统还包括与所述工件位置设定模块、序中对比测量模块、成品检验模块、刀具破损检测识别模块相连接的过程跟踪记录模块，该过程跟踪记录模块对工件位置设定、序中对比测量、成品检验、刀具破损检测识别后的数据和结果进行记录。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：在数控机床上增加该在线测量系统，该数控机床在线测量系统是由数控机床、红外线测头、测头接收器和CNC系统组成，将红外线测头安装在刀柄上，再将其安装在主轴上运行测头检测程序测量工件，检测的同时红外线测头通过红外线将信息通过测头接收器同步到CNC系统里，实现工件位置设定、序中对比测量、成品检验、刀具破损检测识别及过程跟踪记录，可靠的加工稳定性，使金属切削适应加工过程中出现的变化，根据实际余量状况及时更新坐标系、参数、偏置及逻辑过程，以达到自动修正的结果，使用该数控机床在线测量系统可以节约人力成本、时间成本，保证了高品质工件的稳定性，有效提高机床整体性能，满足了机构合理化方向发展的要求。
附图说明
图1是本实用新型实施例的一种数控机床在线测量系统的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的红外线测头与测头接收器对应的结构示意图；
图3本实用新型实施例的刀具测头与刀具对应的结构示意图；
图4本实用新型实施例的CNC系统的结构组成框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型所述的一种数控机床在线测量系统作进一步说明，并不因此限定本实用新型的保护范围。
参见图1至图2，本实用新型一种数控机床在线测量系统包括数控机床10、安装在刀柄上的红外线测头20、与红外线测头20配套的测头接收器30、与测头接收器30电连接的CNC控制器40，所述红外线测头20上装设有测针50，所述CNC控制器40包括CNC系统60，如图4所示，所述CNC系统60包括工件位置设定模块61、序中对比测量模块62、成品检验模块63；
首先用专用夹具将工件80固定在工作台90固定位置，红外线测头20安装在刀柄上，再将其安装在主轴上，所述测头接收器30装设在安装支架110上，开启数控机床10，数控机床10根据编好的测头检测程序带动红外线测头20移动，红外线测头20慢慢靠近工件80，直至测针50与工件80触碰后触发，并向测头接收器30发出触发信号，红外线测头20开始沿工件80做巡边检测，同时测头接收器30将触发信号反馈到CNC系统60，工件位置设定模块61根据反馈信息测量工件位置的合理性以及工件80的余量，代替了人工自动完成了工件80的位置设定，提高了精度及工作效率，节约了生产时间及成本；
通过前面的工序，序中对比测量模块62根据反馈信息自动计算出工件80所需加工次数，在工件80最后一道加工工序前，所述工件位置设定模块61根据测头检测程序自动对工件80的余量再次进行测量并对最后一道加工工序作出相应的调整，保证了加工过程的稳定性，使金属切削适应加工过程中出现的变化，根据实际余量状况及时更新坐标系、参数、偏置及逻辑过程，实行全自动化操作；
当完成最后一道工序后，红外线测头20根据测头检测程序对加工完成后的工件进行测量并同时将信息反馈到CNC系统60，成品检验模块63根据反馈信息对工件品质做出评测，代替人工自动化完成成品检测，降低了人力成本。
较佳的，参见图1、图3、图4，所述CNC系统60还包括刀具破损检测识别模块64，所述数控机床10上还装设有用于对刀具100进行破损检测的刀具测头70，该刀具测头70与CNC控制器40电连接，所述刀具测头70根据刀具检测程序对刀具100进行检测并将检测信息反馈到CNC系统60，所述刀具破损检测识别模块64根据反馈信息对刀具100的破损情况进行分析，这样可及时通知操作师傅换掉破损的刀具100，避免产生不良工件和报废品，保证了高品质的工件，大大减少返工、超差及废品。
较佳的，请再参见图4，所述CNC系统60还包括与所述工件位置设定模块61、序中对比测量模块62、成品检验模块63、刀具破损检测识别模块64相连接的过程跟踪记录模块65，该过程跟踪记录模块65对工件位置设定、序中对比测量、成品检验、刀具破损检测识别后的数据和结果进行记录，这些信息都可以为工件品质报告和后续优化程序加工提供数据基础。
使用本实用新型一种数控机床在线测量系统后，实现自动化操作，降低了人力成本、时间成本，提高了加工生产效率及产值，保证了高品质工件的稳定性，从而减少了返工、超差及废品，满足了加工行业上对于高效化、高品质的要求。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种数控机床在线测量系统，包括数控机床(10)、安装在刀柄上的红外线测头(20)、与红外线测头(20)配套的测头接收器(30)、与测头接收器(30)电连接的CNC控制器(40)，所述红外线测头(20)上装设有测针(50)，所述CNC控制器(40)包括CNC系统(60)，其特征在于：
所述CNC系统(60)包括工件位置设定模块(61)、序中对比测量模块(62)、成品检验模块(63)；
数控机床(10)根据测头检测程序带动红外线测头(20)移动，测针(50)与工件触碰后触发，并向测头接收器(30)发出触发信号，红外线测头(20)开始沿工件做巡边检测，同时测头接收器(30)将触发信号反馈到CNC系统(60)，工件位置设定模块(61)根据反馈信息测量工件位置的合理性以及工件的余量；
序中对比测量模块(62)根据反馈信息自动计算出工件所需加工次数，在工件最后一道加工工序前，所述工件位置设定模块(61)根据测头检测程序自动对工件的余量进行测量并对最后一道加工工序作出相应的调整；
红外线测头(20)根据测头检测程序对加工完成后的工件进行测量并同时将信息反馈到CNC系统(60)，成品检验模块(63)根据反馈信息对工件品质做出评测。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床在线测量系统，其特征在于：所述CNC系统(60)还包括刀具破损检测识别模块(64)，所述数控机床(10)上还装设有用于对刀具进行破损检测的刀具测头(70)，该刀具测头(70)与CNC控制器(40)电连接，所述刀具测头(70)根据刀具检测程序对刀具进行检测并将检测信息反馈到CNC系统(60)，所述刀具破损检测识别模块(64)根据反馈信息对刀具的破损情况进行分析。
3.根据权利要求2所述的一种数控机床在线测量系统，其特征在于：所述CNC系统(60)还包括与所述工件位置设定模块(61)、序中对比测量模块(62)、成品检验模块(63)、刀具破损检测识别模块(64)相连接的过程跟踪记录模块(65)，该过程跟踪记录模块(65)对工件位置设定、序中对比测量、成品检验、刀具破损检测识别后的数据和结果进行记录。
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