CN212420599U

CN212420599U - 对刀装置及设有其的加工设备

Info

Publication number: CN212420599U
Application number: CN202021907193.6U
Authority: CN
Inventors: 林蓉; 王宇; 张博; 吕鹤; 王强强; 黄振
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai; Zhuhai Gree Intelligent Equipment Co Ltd
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai; Zhuhai Gree Intelligent Equipment Co Ltd
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2021-01-29
Anticipated expiration: 2030-09-03

Abstract

本实用新型涉及一种对刀装置及设有其的加工设备，对刀装置包括：第一对刀组件，包括第一发射单元与第一接收单元，第一发射单元用于发射第一激光，第一接收单元用于接收第一激光；第二对刀组件，包括第一发射单元与第二接收单元，第二发射单元用于发射第二激光，第二接收单元用于接收第二激光；其中，第一激光与第二激光有且仅有一个交汇点。上述对刀装置，当需要较高的对刀精度时，可将第一激光与第二激光两者中的一者作为测量光，另一者作为检验光，从而使刀具测量与检验可同时进行，提高对刀效率；也可将第一激光与第二激光均作为测量光，从而提高精确度，避免了因测量数据的偶发性导致检测不准确的问题。

Description

对刀装置及设有其的加工设备

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种对刀装置及设有其的加工设备。

背景技术

随着科技的不断发展，我国制造业已经从制造大国成为制造强国，在这个转变的过程中，数控机床作为重要的制造装备已经成为我国机床领域未来发展的重中之重。对刀仪作为一种辅助加工装置，由于可以显著提成加工品的精度，实现工艺提升，因此在机床上使用也越来越频繁。

对刀仪主要可分为接触式和非接触式两大类，其中，非接触式对刀仪可以安装在工作台上或安装在工作台两侧，包括用于发射激光束的发射器与用于接收激光束的接收器，在当刀具通过激光束时，接收器处的光强减弱，向控制器发出信号而记录当前刀具的位置坐标，当刀具离开激光束时，接收器处的光强增强，向控制器发出信号而记录当前刀具的位置坐标，根据刀具通过激光束之前与之后的位置坐标，可进一步得出刀具尺寸(刀具的直径或长度)，再根据工艺要求进行刀补，从而保证机床的精度要求。

但是，目前的非接触式对刀仪由于结构缺陷，依然存在精度不高、准确率相对较低、缺少验证功能等缺陷，从而阻碍了加工精度的进一步提升。

实用新型内容

本实用新型针对非接触式对刀仪的精度不高、准确率相对较低的问题，提出了一种对刀装置及设有其的加工设备，该对刀装置及设有其的加工设备可以达到提高对刀的精度与准确率的技术效果。

一种对刀装置，所述对刀装置包括：

第一对刀组件，包括在第一方向上间隔设置的第一发射单元与第一接收单元，所述第一发射单元用于发射沿所述第一方向延伸的第一激光，所述第一接收单元用于接收所述第一激光；及

第二对刀组件，包括在第二方向上间隔设置的第二发射单元与第二接收单元，所述第二发射单元用于发射沿所述第二方向延伸的第二激光，所述第二接收单元用于接收所述第二激光；

其中，所述第一激光与所述第二激光有且仅有一个交汇点。

在其中一个实施例中，所述第一激光与所述第二激光形成的夹角呈90°。

在其中一个实施例中，所述对刀装置还包括安装组件，所述第一对刀组件与所述第二对刀组件分别可拆卸地安装于安装组件。

在其中一个实施例中，所述安装组件的横截面呈十字架状。

在其中一个实施例中，所述安装组件包括安装底座及走线座，所述走线座可拆卸地安装于所述安装底座，所述第一对刀组件与所述第二对刀组件分别安装于所述走线座。

在其中一个实施例中，所述走线座包括走线底座、第一走线安装柱、第二走线安装柱、第三走线安装柱以及第四走线安装柱；第一走线安装柱与第二走线安装柱间隔设置于所述走线底座在所述第一方向上的相对两侧，所述第一发射单元设于所述第一走线安装柱，所述第一接收单元设于所述第二走线安装柱，所述第三走线安装柱与所述第四走线安装柱间隔设置于所述走线底座在所述第二方向上的相对两侧，所述第二发射单元设于所述第三走线安装柱，所述第二接收单元设于所述第四走线安装柱。

在其中一个实施例中，所述第一发射单元可拆卸地安装于所述第一走线安装柱朝向所述第二走线安装柱一侧，所述第一接收单元可拆卸地安装于所述第二走线安装柱朝向所述第一走线安装柱一侧；

所述第二发射单元可拆卸地安装于所述第三走线安装柱朝向所述第四走线安装柱一侧，所述第二接收单元可拆卸地安装于所述第四走线安装柱朝向所述第三走线安装柱一侧。

一种加工设备，包括上述的激光对刀装置。

在其中一个实施例中，所述加工设备包括具有承载面的工作台，所述对刀装置可拆卸地安装于所述工作台的所述承载面。

在其中一个实施例中，所述第一方向与所述第二方向均平行于所述承载面。

上述对刀装置，由于可产生相交的第一激光与第二激光，因此可根据需要选择不同的模式进行对刀。当需要较高的对刀精度时，可将第一激光与第二激光两者中的一者作为测量光，另一者作为检验光，从而使刀具测量与检验可同时进行，提高对刀效率；也可将第一激光与第二激光均作为测量光，从而提高精确度，避免了因测量数据的偶发性导致检测不准确的问题。此外，也可将第一激光与第二激光两者中的一者作为测量光，当第一对刀组件或第二对刀组件中的一者出现故障时，另一者可代替出现故障的一者继续进行测量，从而避免加工中断而在工件表面留下断痕。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的对刀装置的结构示意图；

图2为图1所示对刀装置的正视图；

图3为本实用新型一实施例的对刀控制方法的第一对刀模式的流程图；

图4为本实用新型一实施例的对刀控制方法的第二对刀模式的流程图；

图5为本实用新型一实施例的对刀控制方法的第三对刀模式的流程图。

附图标记说明：

100、对刀装置；20、安装组件；21、安装底座；23、走线座；231、走线底座；232、第一走线安装柱；233、第二走线安装柱；234、第三走线安装柱；345、第四走线安装柱；40、第一对刀组件；41、第一发射单元；43、第一接收单元；60、第二对刀组件；61、第二发射单元；63、第二接收单元。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1及图2，本实用新型的实施例的一种加工设备，包括具有承载面的工作台与刀具夹持装置(图未示)，刀具夹持装置可夹持刀具以对承载面上固定的工件进行加工。为了实现刀具的对刀，加工装置还包括对刀装置100，对刀装置100可拆卸地安装于工作台，用于获取刀具的尺寸(具体为刀具的直径或刀长)。

对刀装置100包括安装组件20、第一对刀组件40以及第二对刀组件60，安装组件20可拆卸地安装于工作台的承载面，第一对刀组件40与第二对刀组件60均可拆卸地安装于安装组件20，第一对刀组件40与第二对刀组件60可发射激光以对刀具进行对刀。

请继续参阅图1及图2，安装组件20包括安装底座21及走线座23，安装底座21可拆卸地安装于工作台，走线座23可拆卸地安装于安装底座21，第一对刀组件40与第二对刀组件60分别可拆卸地安装于走线座23。

具体地在一些实施例中，安装底座21的横截面大致呈十字架状，安装底座21包括中心安装部、第一安装部、第二安装部、第三安装部以及第四安装部，中心安装部的横截面呈正方形，中心安装部的长度方向为第一方向，中心安装部的宽度方向为第二方向。第一安装部与第二安装部分别连接于中心安装部在第一方向上的相对两端，第三安装部与第四安装部分别连接于中心安装部在第二方向上的相对两端。

进一步地，安装底座21上开设有安装孔，螺钉等紧固件可穿过安装孔以将安装底座21固定于工作台的承载面上。可以理解，安装底座21上开设的安装孔的数量与设置位置不限，可根据需要设置以满足安装底座21的安装要求。

走线座23层叠于安装座上方，包括走线底座231、第一走线安装柱232、第二走线安装柱233、第三走线安装柱234以及第四走线安装柱345。走线底座231层叠于安装座上，走线座23的横截面呈十字架形，且走线座23在安装座上的正投影与安装座的外轮廓完全重合。第一走线安装柱232与第二走线安装柱233在第一方向上间隔设置于走线底座231的相对两端，第三走线安装柱234与第四走线安装柱345在第二方向上间隔设置于走线底座231的相对两端。

进一步地，走线座23上也开设有安装孔，螺钉等紧固件可穿过安装孔以将走线座23固定于安装底座21上。可以理解，走线座23上开设的安装孔的数量与设置位置不限，可根据需要设置以满足走线座23的安装要求。

第一对刀组件40包括第一发射单元41与第一接收单元43。第一发射单元41安装于第一走线安装柱232朝向第二走线安装柱233的一侧，第一接收单元43安装于第二走线安装柱233朝向第一走线安装柱232的一侧。第一发射单元41用于发射沿第一方向延伸的第一激光，第一接收单元43用于接收第一发射单元41发射的第一激光。

第二对刀组件60包括第二发射单元61与第二接收单元63。第二发射单元61安装于第三走线安装柱234朝向第四走线安装柱345的一侧，第二接收单元63安装于第四走线安装柱345朝向第三走线安装柱234的一侧。第二发射单元61用于发射沿第二方向延伸的第二激光，第二接收单元63用于接收第二发射单元61发射的第二激光，且第一激光与第二激光有且仅有一个交汇点。

如此，对刀装置100产生相交的第一激光与第二激光，因此可根据需要选择不同的模式进行对刀。当需要较高的对刀精度时，可将第一激光与第二激光两者中的一者作为测量光，另一者作为检验光，从而使刀具测量与检验可同时进行，提高对刀效率；也可将第一激光与第二激光均作为测量光，从而提高精确度，避免了因测量数据的偶发性导致检测不准确的问题。此外，也可将第一激光与第二激光两者中的一者作为测量光，当第一对刀组件40或第二对刀组件60中的一者出现故障时，另一者可代替出现故障的一者继续进行测量，从而避免加工中断而在工件表面留下断痕。

进一步地，为了实现对刀具的准确测量，第一激光与第二激光之间形成的夹角呈90°。如此，当将第一激光与第二激光均作为测量光时，刀具可沿与第一激光和第二激光的夹角均呈45°的第三方向移动，从而使第一激光与第二激光可共同实现刀具的尺寸的测量。

如图3、图4以及图5所示，上述加工设备利用对刀装置100进行对刀的对刀方法包括第一对刀模式、第二对刀模式以及第三对刀模式，使用者可根据需要选择不同的对刀模式。

请参阅图3，当加工设备处于第一对刀模式时，第一对刀组件40与第二对刀组件60同时工作，第一对刀组件40发出的第一激光作为测量光测量刀具的尺寸，第二激光作为检测光检测以进行误差补偿。

具体地，第一对刀模式包括以下步骤：

S110：同时发射沿第一方向延伸的第一激光与沿第二方向延伸的第二激光。

具体地，第一发射单元41发射第一激光至第一接收单元43，第二发射单元61发射第二激光至第二接收单元63，第一激光与第二激光具有交汇点且第一激光与第二激光之间形成的夹角为90°。

S120：控制刀具沿第二方向移动以穿过第一激光。

具体地，控制高速转动的刀具沿第二方向垂直穿过第一激光，且刀具在移动过程中经过第一激光与第二激光的交汇点。

S130：获取刀具在移动过程中相对第一激光与第二激光的位置坐标。

具体地，当刀具沿第二方向移动而穿过第一激光时，阻挡了第一激光到达第一接收单元43而生成电信号，因此可根据上述电信号获取刀具穿过第一激光前的位置坐标与刀具穿过第一激光后的位置坐标。

进一步地，由于刀具在沿第二方向的移动过程中，在第一方向上会有相应的振动，因此刀具的移动路径并非直线而是一条曲线，所以第二激光作为检验光对刀具在第一方向上的位置坐标进行测量，判断刀具在沿第二方向的移动过程中是否在第一方向上存在偏移或断刀。

S140：根据刀具在移动过程中相对第一激光与第二激光的位置坐标获得刀具的尺寸。

具体地，计算刀具穿过第一激光前的位置坐标和刀具穿过第一激光后的位置坐标的差值获得刀具的大致尺寸，同时获取刀具相对第二激光的位置坐标以获得由机械振荡引起的误差，结合两个数据进行匹配，最终精确地得到刀具的尺寸。

如此，在第一对刀模式下，第二激光可作为检验光使用，便于检验刀具是否断刀、刀具由振荡引起的误差是否超程。可以理解，在其他一些实施例中，也可将第一激光作为检验光，将第二激光作为测量光。

请参阅图4，当加工设备处于第二对刀模式时，第一对刀组件40与第二对刀组件60同时工作以测量刀具的尺寸，从而有效提高了测量精度。

具体地，第二对刀模式包括以下步骤：

S210：同时发射第一激光与第二激光。

S220：控制刀具沿第三方向移动以同时穿过第一激光与第二激光。

具体地，控制高速转动的刀具沿与第一激光或第二激光的夹角呈45°的第三方向移动，因此刀具同时穿过并穿出第一激光与第二激光，且刀具在移动过程中经过第一激光与第二激光的交汇点。

S230：获取刀具在移动过程中相对第一激光与第二激光的位置坐标。

相应的，当刀具沿第一方向移动而穿过第二激光时，阻挡了第二激光到达第二接收单元63而生成电信号，因此可根据上述电信号获取刀具穿过第二激光前的位置坐标与刀具穿过第二激光后的位置坐标。

S240：根据刀具在移动过程中相对第一激光与第二激光的位置坐标获得刀具的尺寸。

具体地，可根据刀具穿过第一激光前的位置坐标与穿过第一激光后的位置坐标的差值、刀具穿过第二激光前的位置坐标与穿过第二激光后的位置的坐标的差值，计算刀具的尺寸。其中，在刀具尺寸的计算过程中，可获取刀具上任意点位在移动过程中相对第一激光的位置坐标和相对第二激光的位置坐标，利用勾股定理计算该点位在移动过程中是否出现偏差，从而保证了测量精度与测量准确性。

如此，在第二对刀模式下，利用第一激光与第二激光对刀具的尺寸同时进行测量，因此在很大程度上提高了对刀精度与测量的准确率，从而保证了加工设备的加工精度。

如图5所示，当加工设备处于第二对刀模式时，仅有第一对刀组件40工作以测量刀具的尺寸，在无需过高精度要求的情况下简化了测量步骤，提高了测量速度。

具体地，第三对刀模式包括以下步骤：

S310：发射第一激光。

具体地，第一发射单元41发射第一激光至第一接收单元43，此时第一激光处于关闭状态。

S320：控制刀具沿第二方向移动以穿过第一激光。

具体地，控制高速转动的刀具沿第二方向垂直穿过第一激光。

S330：获取刀具在移动过程中相对第一激光的位置坐标。

S340：根据刀具在移动过程中相对第一激光的位置坐标获得刀具的尺寸。

具体地，计算刀具穿过第一激光前的位置坐标和刀具穿过第一激光后的位置坐标的差值获得刀具的尺寸。

可以理解，在第三对刀模式中，也可控制第二对刀组件60处于工作状态，第二发射单元61发射第二激光，并控制刀具沿第一方向移动以穿过第二激光而得到刀具的尺寸。

在一些实施例中，上述对刀模式还包括以下步骤：

S410：当第一激光中断时，发射第二激光。

具体地，当加工设备处于第一对刀模式或第二对刀模式时，当第一对刀组件40出现故障时，第二对刀组件60可采用第三对刀模式继续工作，第二发射单元61发射第二激光至第二接收单元63。当加工设备处于第三对刀模式时，如果第一对刀组件40出现故障，则第二对刀组件60开始工作。

S420：控制刀具沿第一方向移动以穿过第二激光。

具体地，控制高速转动的刀具沿第一方向垂直穿过第二激光。

S430：获取刀具在移动过程中相对第二激光的坐标位置。

具体地，当刀具沿第一方向移动而穿过第二激光时，阻挡了第二激光到达第二接收单元63而生成电信号，因此可根据上述电信号获取刀具穿过第二激光前的位置坐标与刀具穿过第二激光后的位置坐标。

S440：根据刀具在移动过程中相对第二激光的位置坐标获得刀具的尺寸。

具体地，计算刀具穿过第二激光前的位置坐标和刀具穿过第二激光后的位置坐标的差值获得刀具的尺寸。

如此，当第一对刀组件40出现故障时，第二对刀组件60可继续进行测量，从而避免加工设备停止工作而在工件表面形成明显的断痕，保证了工件的加工精度。

类似的，上述对刀模式包括以下步骤：

S510：当第二激光中断时，发射第一激光。

具体地，当加工设备处于第一对刀模式或第二对刀模式时，当第二对刀组件60出现故障时，第一对刀组件40可采用第三对刀模式继续工作，第一发射单元41发射第二激光至第二接收单元43。当加工设备处于第三对刀模式时，如果第二对刀组件60出现故障，则第一对刀组件40开始工作。

S420：控制刀具沿第二方向移动以穿过第一激光。

S430：获取刀具在移动过程中相对第一激光的坐标位置。

S440：根据刀具在移动过程中相对第一激光的位置坐标获得刀具的尺寸。

如此，当第二对刀组件60出现故障时，第一对刀组件40可继续进行测量，从而避免加工设备停止工作而在工件表面形成明显的断痕，保证了工件的加工精度。

上述对刀装置100及加工设备，操作者可根据需要选择不同的模式进行对刀以满足不同的加工要求。在第一对刀模式下，第一激光作为测量光使用，第二激光可作为检验激光使用，便于检验刀具是否断刀、刀具由振荡引起的误差是否超程，有效提高了对刀精度。在第二对刀模式下，可利用第一激光与第二激光对刀具的尺寸同时进行测量，因此在很大程度上提高了对刀精度与测量的准确率，从而保证了加工设备的加工精度。此外，当第一对刀组件40或第二对刀组件60出现故障时，第二对刀组件60或第一对刀组件40可继续工作，从而避免加工设备停止工作而在工件表面形成明显的断痕，保证了工件的加工精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种对刀装置，其特征在于，所述对刀装置包括：

第一对刀组件(40)，包括在第一方向上间隔设置的第一发射单元(41)与第一接收单元(43)，所述第一发射单元(41)用于发射沿所述第一方向延伸的第一激光，所述第一接收单元(43)用于接收所述第一激光；及

第二对刀组件(60)，包括在第二方向上间隔设置的第二发射单元(61)与第二接收单元(63)，所述第二发射单元(61)用于发射沿所述第二方向延伸的第二激光，所述第二接收单元(63)用于接收所述第二激光；

其中，所述第一激光与所述第二激光有且仅有一个交汇点。

2.根据权利要求1所述的对刀装置，其特征在于，所述第一激光与所述第二激光形成的夹角呈90°。

3.根据权利要求1所述的对刀装置，其特征在于，所述对刀装置还包括安装组件(20)，所述第一对刀组件(40)与所述第二对刀组件(60)分别可拆卸地安装于安装组件(20)。

4.根据权利要求3所述的对刀装置，其特征在于，所述安装组件(20)的横截面呈十字架状。

5.根据权利要求3所述的对刀装置，其特征在于，所述安装组件(20)包括安装底座(21)及走线座(23)，所述走线座(23)可拆卸地安装于所述安装底座(21)，所述第一对刀组件(40)与所述第二对刀组件(60)分别安装于所述走线座(23)。

6.根据权利要求5所述的对刀装置，其特征在于，所述走线座(23)包括走线底座(231)、第一走线安装柱(232)、第二走线安装柱(233)、第三走线安装柱(234)以及第四走线安装柱(235)；第一走线安装柱(232)与第二走线安装柱(233)间隔设置于所述走线底座(231)在所述第一方向上的相对两侧，所述第一发射单元(41)设于所述第一走线安装柱(232)，所述第一接收单元(43)设于所述第二走线安装柱(233)，所述第三走线安装柱(234)与所述第四走线安装柱(235)间隔设置于所述走线底座(231)在所述第二方向上的相对两侧，所述第二发射单元(61)设于所述第三走线安装柱(234)，所述第二接收单元(63)设于所述第四走线安装柱(235)。

7.根据权利要求6所述的对刀装置，其特征在于，所述第一发射单元(41)可拆卸地安装于所述第一走线安装柱(232)朝向所述第二走线安装柱(233)一侧，所述第一接收单元(43)可拆卸地安装于所述第二走线安装柱(233)朝向所述第一走线安装柱(232)一侧；

所述第二发射单元(61)可拆卸地安装于所述第三走线安装柱(234)朝向所述第四走线安装柱(235)一侧，所述第二接收单元(63)可拆卸地安装于所述第四走线安装柱(235)朝向所述第三走线安装柱(234)一侧。

8.一种加工设备，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的激光对刀装置。

9.根据权利要求8所述加工设备，其特征在于，所述加工设备包括具有承载面的工作台，所述对刀装置可拆卸地安装于所述工作台的所述承载面。

10.根据权利要求9所述加工设备，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向均平行于所述承载面。