CN209432058U - 一种非接触式刀具动态跳动测量仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种非接触式刀具动态跳动测量仪，包括光源、光学组件、双向线传感器及数据处理器；被测刀具位于光源与双向线传感器之间，双向线传感器由分别沿被测刀具轴向和径向设置的线传感器构成；光源发射的光线经过光学组件聚焦出射，被测刀具遮挡部分光线后由双向线传感器接收完成光电转换后输出给数据处理器；当被测刀具旋转跳动时，所述双向线传感器收到的光线遮挡发生变化，并以波形信号输出给数据处理器，通过数据处理器处理获得被测刀具的径向跳动和轴向跳动。本实用新型能够确获得刀具的动态跳动数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械加工测量装置技术领域，具体涉及一种非接触式刀具动态跳动测量仪。
背景技术
在机加工中，旋转类刀具的径向跳动对刀具的使用寿命及工件加工精度有着非常大的影响，尤其在高速加工中，为了延长刀具使用寿命及加工精度要求，都需要对刀具的跳动数据进行检测。
针对回转类刀具的传统径向跳动检测方法是以杠杆表在机床内部检测静态跳动和使用对刀仪在机床外部检测静态精度两种方式为主要手段。杠杆表检测方式存在操作方式复杂，人员操作对结果的影响较大，只能获得静态检测数据，但是实际加工影响刀具寿命及加工精度的是动态跳动精度，因为机床存在主轴跳动和安装误差，静态跳动并不等于动态跳动，而这种方法并不能获得实际加工状态的动态跳动数据。而传统的对刀仪虽然可以实现非接触式测量，但是同样只能检测刀柄自身静态跳动精度，无法获得刀柄、机床主轴叠加后的复合动态跳动数据，无法实时获得刀具真实的跳动数据。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种非接触式刀具动态跳动测量仪，能够准确获得刀具的动态跳动数据。
本实用新型采取的技术方案如下：
一种非接触式刀具动态跳动测量仪，所述测量仪包括光源、光学组件、双向线传感器及数据处理器；
被测刀具位于光源与双向线传感器之间，双向线传感器由分别沿被测刀具轴向和径向设置的线传感器构成；光源发射的光线经过光学组件聚焦出射，被测刀具遮挡部分光线后由双向线传感器接收完成光电转换后输出给数据处理器；
当被测刀具旋转跳动时，所述双向线传感器收到的光线遮挡发生变化，并以波形信号输出给数据处理器，通过数据处理器处理获得被测刀具的径向跳动和轴向跳动。
进一步地，所述光学组件包括反射镜及聚光透镜；
所述光源发射的光线经过反射镜反射后出射，经过聚光透镜聚焦后由被测刀具部分遮挡，之后通过所述双向线传感器接收。
进一步地，所述光学组件进一步包括接收透镜，所述被被测刀具部分遮挡后的光线通过接收透镜接收，二次聚焦后由所述双向线传感器接收。
有益效果：
本实用新型采用在线非接触式测量，能够实时获得机床刀具的跳动信息，提高最终获得的刀具产品的复合动态跳动数据的准确性，提高检测速度；而且，如图1(a)、图1(b)所示，本实用新型采用线传感器的传感器线达到1.2μm×3.2mm，与传统点光源式图像传感器数十微米分辨率相比，线传感器的检测精度更高，处理速度更快，采样频率更高，该传感器更适合于旋转中的刀具测量，提升了测量精度；由于线传感器的测试线长度达到3.2mm，与传统点光源式图像传感器相比，该测量仪测量范围更大，可以在定位器中测量想要固定的位置，并且可以在视场内测量尺寸更大的刀具；
其次，本实用新型具有尺寸小，使用灵活便利的特点，系统外形尺寸为(长*宽*高)300mm*74mm*118mm，可以方便安装于各种规格的加工中心、数控铣床等设备中，快速、准确的完成刀具动态跳动测量，利用系统的控制输出接口可以实现和机床数控系统通信，自动记录测量数据，使用更为简便、快速。
附图说明
图1(a)为传统点光源式图像传感器数十微米分辨率示意图；
图1(b)为线传感器式分辨率示意图；
图2为本实用新型的结构原理图。
其中，1-光源控制系统，2-高亮度LED光源，3-反射镜，4-聚光透镜，5-接收透镜，6-被测刀具，7-双向线传感器，8-数据处理器，9-X轴线传感器，10-Z轴线传感器。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
本实施例提供了一种非接触式刀具动态跳动测量仪，包括光源、光学组件、双向线传感器7及数据处理器8。
光源采用高亮度LED光源2。
光学组件包括反射镜3、聚光透镜4及接收透镜5。
双向线传感器7包括沿被测刀具6轴向设置的X轴线传感器9和沿被测刀具6径向设置的Z轴线传感器10构成，X轴线传感器9和Z轴线传感器10呈T型排布，分别用于测量被测刀具6的轴向跳动和径向跳动。线传感器是指光接收元件呈直线状排列的传感器，该光接收元件用于将光转换为电压，由此构成的传感器线达到1.2μm×3.2mm。
如图2所示，被测刀具6安装在机床上，测量仪的发射端包括光源控制系统1、光源、发射镜3及聚光透镜4，光源控制系统1用于控制光源的通断；接收端包括接收透镜5、双向线传感器7及数据处理器。聚光透镜4和接收透镜5分别设置在被测刀具6两侧。本实施例在应用时直接安装在机床上进行动态测量，且与被测刀具6无接触。
高亮度LED光源2发射的光线经过反射镜3反射后出射，经过聚光透镜4一次聚焦后射入测量区域即被测刀具6的工作区域，一次聚焦的光线被被测刀具6部分遮挡，然后出射给接收透镜5，由接收透镜5二次聚焦后传播给接收端的双向线传感器7，双向线传感器7接收完成光电转换后输出给数据处理器8。
双向线传感器7对被置于测量区域的被测刀具6进行高速扫描，当被测刀具6旋转跳动时，双向线传感器7收到的光线遮挡发生变化，并以波形信号输出给数据处理器8，通过数据处理器8处理获得被测刀具6的径向跳动和轴向跳动。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种非接触式刀具动态跳动测量仪，其特征在于，所述测量仪包括光源、光学组件、双向线传感器及数据处理器；
被测刀具位于光源与双向线传感器之间，双向线传感器由分别沿被测刀具轴向和径向设置的线传感器构成；光源发射的光线经过光学组件聚焦出射，被测刀具遮挡部分光线后由双向线传感器接收完成光电转换后输出给数据处理器；
当被测刀具旋转跳动时，所述双向线传感器收到的光线遮挡发生变化，并以波形信号输出给数据处理器，通过数据处理器处理获得被测刀具的径向跳动和轴向跳动。
2.如权利要求1所述的非接触式刀具动态跳动测量仪，其特征在于，所述光学组件包括反射镜及聚光透镜；
所述光源发射的光线经过反射镜反射后出射，经过聚光透镜聚焦后由被测刀具部分遮挡，之后通过所述双向线传感器接收。
3.如权利要求2所述的非接触式刀具动态跳动测量仪，其特征在于，所述光学组件进一步包括接收透镜，所述被被测刀具部分遮挡后的光线通过接收透镜接收，二次聚焦后由所述双向线传感器接收。
Priority Applications (1)
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| CN201920175352.9U CN209432058U (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 一种非接触式刀具动态跳动测量仪 |
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| CN201920175352.9U CN209432058U (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 一种非接触式刀具动态跳动测量仪 |
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| CN209432058U true CN209432058U (zh) | 2019-09-24 |
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| CN201920175352.9U Active CN209432058U (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 一种非接触式刀具动态跳动测量仪 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109839066A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-04 | 北京金万众机械科技有限公司 | 一种非接触式刀具动态跳动测量仪 |
| CN111982508A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-11-24 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种连退线齿式联轴器故障检测装置、系统及方法 |
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2019
- 2019-01-31 CN CN201920175352.9U patent/CN209432058U/zh active Active
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| CN111982508B (zh) * | 2020-09-28 | 2022-06-21 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种连退线齿式联轴器故障检测装置、系统及方法 |
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