CN205324745U - 一种数控机床非接触式全轴光电对刀仪 - Google Patents

Abstract

一种数控机床非接触式全轴光电对刀仪，在圆柱体标准件(1)下平面的圆边均匀对称分布四个激光二极管模块(2)，激光二极管模块(2)以相同入射锐角向中轴线入射光线并相交于中轴线上同一点，与圆柱体标准件(1)的下平面接合的摄像头模块(3)，底面与圆柱体标准件(1)的上平面接合的三爪自定位夹(4)，圆柱体标准件(1)、三爪自定位夹(4)和摄像头模块(3)镜头的中轴线重合。本对刀仪可以在各种数控车床、铣床上使用，能用于非导电的毛坯材料，亦可在数控铣床上作为分中器及测量工件的深度，非接触光电式简化了操作程序，提高了工作效率。

Description

一种数控机床非接触式全轴光电对刀仪

技术领域

本实用新型涉及一种机床用附件，特别是指一种对数控机床对刀装置提出的改进方案。

背景技术

数控车床在加工零件时往往要用几把不同类型的刀具，为保证加工精度，除要求各个刀具的刀尖位于机床主轴线上外，还须测试出各把刀具的刀补值。数控铣床须测试刀补值、零件相对高度以及分中和定位，目前电子对刀仪共同的缺陷是不能用于非导电的毛坯材料，而且需要安装多个触头，使用操作过程繁复，不易掌握，工作效率提高有限。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构更简单、制造成本低廉、操作简便的光电对刀仪器。

根据上述目的设计了一种数控机床非接触式全轴光电对刀仪，包括圆柱体标准件(1)，在圆柱体标准件(1)下平面的圆边均匀对称分布四个激光二极管模块(2)，激光二极管模块(2)以相同入射锐角向中轴线入射光线并相交于中轴线上同一点，与圆柱体标准件(1)的下平面接合的摄像头模块(3)，底面与圆柱体标准件(1)的上平面接合的三爪自定位夹(4)，圆柱体标准件(1)、三爪自定位夹(4)和摄像头模块(3)镜头的中轴线重合，圆柱体标准件(1)的上平面与激光二极管模块(2)入射光线相交于中轴线上同一点的距离固定，三爪自定位夹(4)的上平面装有磁性吸盘(5)，磁性吸盘(5)上平面与激光二极管模块(2)入射光线相交于中轴线上同一点的距离固定，激光二极管模块(2)入射光线通过调节形成横截面为圆形，直径根据对光电对刀仪的精度要求为0.01毫米或更小。

本实用新型的光电对刀仪与现有技术的其它对刀装置相比，适用范围更广，可以在各种数控车床上使用，亦可在数控铣床上作为工件分中器及测量工件的深度；由于不需要接触，简化了操作程序，提高了工作效率。

附图说明

图1本数控机床非接触式全轴光电对刀仪的全剖装配主视示意图

1-圆柱体标准件2-激光二极管模块3-摄像头模块4-三爪自定位夹5-磁性吸盘

具体实施方案

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

本数控机床非接触式全轴光电对刀仪的一种成品，包括圆柱体标准件(1)直径61.8毫米高6.00毫米，底面与圆柱体标准件(1)的上平面接合的三爪自定位夹(4)，与圆柱体标准件(1)的下平面接合的带蓝牙（或USB，也可以是WiFi）输出的摄像头模块(3)，圆柱体标准件(1)、三爪自定位夹(4)和摄像头模块(3)镜头的中轴线重合，圆柱体标准件(1)下平面的圆边均匀对称分布四个红或绿可见光激光二极管模块(2)，激光二极管模块(2)以45度入射锐角向中轴线入射光线并相交于中轴线上同一点，圆柱体标准件(1)的上平面与激光二极管模块(2)入射光线相交于中轴线上同一点的距离50.00毫米，三爪自定位夹(4)的上平面装有磁性吸盘(5)，磁性吸盘(5)也可以装在三爪的顶端，磁性吸盘(5)上平面与激光二极管模块(2)入射光线相交于中轴线上同一点的距离固定为80.00毫米，激光二极管模块(2)入射光线通过调节形成横截面为圆形，直径根据对光电对刀仪的精度要求为0.01毫米或更小。

一、数控铣床对刀实例

1、铣刀Z轴刀补值

如图1所示，待测的铣刀装入数控铣床主轴，三爪自定位夹(4)中孔底部抵紧铣刀刀尖平面并夹紧，以机床工作台平面为零平面，手动降低Z轴直到激光二极管模块(2)以45度入射锐角向中轴线入射光线的交点在机床工作台平面，判断是否达到交点在机床工作台平面的方法是通过摄像头模块(3)将微距摄影图像传到手机或电脑等终端，交点在机床工作台平面时图像显示一个点，交点不在机床工作台平面（超过或者未到）时图像显示四个点，由于微距摄影可以放大，因此人工可以方便精确地判断，此时可以读数并数据处理得到刀补值。

2、零件相对高度测量

如图1所示，三爪自定位夹(4)中孔底部抵紧铣刀刀尖平面并夹紧，以机床工作台平面为零平面，手动降低Z轴直到激光二极管模块(2)以45度入射锐角向中轴线入射光线的交点在机床工作台平面微距摄影图像显示呈一个点，进入设置Z轴清零，升高Z轴并在XY平面移动，对准已装夹零件的待测点位，逐渐降低Z轴直到激光二极管模块(2)入射光线的交点在待测点位微距摄影图像显示呈一个点，记录Z轴数据。

3、长方形零件分中测量

如图1所示，三爪自定位夹(4)中孔底部抵紧铣刀刀尖平面并夹紧，首先对X轴分中测量，锁紧Y轴，手动降低Z轴直到激光二极管模块(2)入射光线的交点在长方形零件上平面，移动X轴直到激光二极管模块(2)入射光线的交点在长方形零件的第一边上，若长方形零件上平面不完全水平可能造成入射光线的交点不唯一，可以适当调整Z轴，直到激光二极管模块(2)入射光线的交点在长方形零件的第一边上且唯一时记录X坐标值，再移动X轴直到激光二极管模块(2)入射光线的交点在长方形零件的第二边上，若长方形零件上平面不完全水平可能造成入射光线的交点不唯一，可以适当调整Z轴，直到激光二极管模块(2)入射光线的交点在长方形零件的第二边上且唯一时，记录X坐标值，数据处理得到分中点X坐标值。

同理，锁紧X轴，按以上步骤相应操作，数据处理得到分中点Y坐标值。

4、零件垂直校正

如图1所示，三爪自定位夹(4)中孔底部抵紧铣刀刀尖平面并夹紧，首先对X轴边垂直校正，手动降低Z轴直到激光二极管模块(2)入射光线的交点在长方形零件上平面，移动X轴直到激光二极管模块(2)入射光线的交点在长方形零件的第一边上，锁紧Y轴，移动X轴观察终端图像显示交点Z轴方向投影在长方形零件的下平面第一边上，此时沿X轴方向敲击调整长方形零件的上部，直到激光二极管模块(2)入射光线的交点在长方形零件的第一边上，图像显示上下边重合，零件校正垂直。

5、刀具的半径补偿测定

如图1所示，待测定半径补偿的铣刀装入数控铣床主轴，记录起始点X及Y坐标值，在毛坯上加工一槽形，记录终点X及Y坐标值，三爪自定位夹(4)中孔底部抵紧铣刀刀尖平面并夹紧，手动调整Z轴直到激光二极管模块(2)入射光线的交点在长方形零件上平面，移动X轴直到激光二极管模块(2)入射光线的交点在长方形零件的终边上，记录此时X及Y坐标值，由终点X坐标值和对刀仪测定终边上X坐标值可以计算待测定刀具的半径补偿。

二、数控车床对刀实例

1、中心轴X方向对刀

本数控机床非接触式全轴光电对刀仪三爪自定位夹(4)与车床三爪定位夹对面夹合，磁性吸盘(5)与对面吸合，一般会达到车床中心轴与对刀仪中心轴重合，若需要调整，将尾椎尖端靠近对刀仪使入射光线的交点与尾椎尖端重合，调整待测刀具的X和Z至待测刀具刀尖与入射光线的交点重合并显示为一点，记录X的值即可。

2、零件Z方向对刀

数控车床零件Z方向对刀一般采用试切法，对于毛坯零件高度规整且不能试切浪费材料的，本数控机床非接触式全轴光电对刀仪可以快速解决，将本对刀仪磁性吸盘(5)与对面吸合（可磁吸材料）或用三爪自定位夹(4)夹紧（非磁吸材料），待测刀具尖端与入射光线的交点重合，记录Z的值并与对刀仪端面到入射光线的交点的固定距离数据处理即可。

需要强调的是本数控机床非接触式全轴光电对刀仪核心是用激光线交叉于一点取代其他普通对刀仪不可或缺的触头，辅助以摄像头模块(3)将微距摄影图像传到手机或电脑等终端，交点在基准平面时图像显示一个点，由于微距摄影可以放大，因此人工可以方便精确地判断，当然也可以应用人工智能软件自动判断，由于不需要接触，X、Y、Z三轴均可适用，大大简化了操作程序，提高了工作效率。

Claims (4)

1.一种数控机床非接触式全轴光电对刀仪，其特征是在圆柱体标准件(1)下平面的圆边均匀对称分布四个激光二极管模块(2)，激光二极管模块(2)以相同入射锐角向中轴线入射光线并相交于中轴线上同一点，与圆柱体标准件(1)的下平面接合的摄像头模块(3)，底面与圆柱体标准件(1)的上平面接合的三爪自定位夹(4)，圆柱体标准件(1)、三爪自定位夹(4)和摄像头模块(3)镜头的中轴线重合。

2.根据权利要求1所述的非接触式全轴光电对刀仪，其特征是圆柱体标准件(1)的上平面与激光二极管模块(2)入射光线交于中轴线上的点的距离固定。

3.根据权利要求1所述的非接触式全轴光电对刀仪，其特征是三爪自定位夹(4)的上平面装有磁性吸盘(5)，磁性吸盘(5)上平面与激光二极管模块(2)入射光线交于中轴线上的点的距离固定。

4.根据权利要求1所述的非接触式全轴光电对刀仪，其特征是激光二极管模块(2)入射光线通过调节形成横截面为圆形，直径根据对光电对刀仪的精度要求为0.01毫米或更小。