CN214418324U - 铣刀对刀机构及铣床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种铣刀对刀机构及铣床，其中，铣刀对刀机构设置于铣床的工作台，所述工作台具有工件安装槽，铣刀对刀机构包括：移动件，所述移动件设置于所述工件安装槽内，且所述移动件可沿所述铣床的对刀进刀方向移动；以及到位传感器，所述到位传感器固定设置于所述工作台，且所述到位传感器设置于所述移动件背离所述铣刀的一侧，所述到位传感器用于在移动件被铣刀推动至触发所述到位传感器时，发出对刀完成信号。本实用新型提供的铣刀对刀装置可以获得精度较高的铣刀安装高度参数值，即铣刀对刀精度更高。

Description

铣刀对刀机构及铣床

技术领域

本实用新型涉及机加工设备领域，特别涉及一种铣刀对刀机构及铣床。

背景技术

在机械加工过程中，通常需要更换不同的铣刀来实现不同区域的切削，在更换铣刀后就需要精准的Z轴对刀以保证模板经过换刀后铣削的Z轴深度保持一致。

但是相关技术中对刀精度不高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种铣刀对刀机构及铣床，旨在解决现有技术中铣刀对刀精度不高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种铣刀对刀机构，所述铣刀对刀机构设置于铣床的工作台，所述工作台具有工件安装槽，铣刀对刀机构包括：

移动件，所述移动件设置于所述工件安装槽内，且所述移动件可沿所述铣床的对刀进刀方向移动，所述对刀进刀方向垂直于所述工作台；以及

到位传感器，所述到位传感器固定设置于所述工作台，且所述到位传感器设置于所述移动件背离所述铣刀的一侧，所述到位传感器用于在移动件被铣刀推动至触发所述到位传感器时，发出对刀完成信号。

可选的，还包括：

第一缓冲件，所述第一缓冲件设置于所述移动件与所述工作台之间。

可选的，所述到位传感器设置于所述工作台背离所述铣刀的一侧；

且所述工件安装槽槽底壁开设有贯穿孔，所述第一缓冲件固定设置于所述贯穿孔内，且所述第一缓冲件具有沿所述对刀进刀方向开设的第一安装孔，所述第一安装孔贯穿所述第一缓冲件；

其中，所述移动件穿设所述第一缓冲件以与所述到位传感器配合。

可选的，所述到位传感器设置为光电传感器，且所述移动件靠近所述光电传感器的一端设置有遮光片，所述遮光片用于触发所述光电传感器。

可选的，所述光电传感器设置于所述移动件的径向一侧；

且所述移动件包括：

移动件本体，所述移动件本体可移动地设置于所述第一安装孔内；以及

延伸部，所述延伸部的一端连接于所述移动件本体背离所述铣刀的一端，另一端连接有所述遮光片。

可选的，还包括：

第二缓冲件，所述第二缓冲件设置于所述工作台，且所述第二缓冲件具有沿所述对刀进刀方向开设的第二安装孔；以及

导向件，所述导向件可移动地设置于所述第二安装孔内；

其中，所述导向件的一端与所述延伸部连接。

可选的，还包括模具表面模拟件，所述模具表面模拟件可拆卸地设置于所述工件安装槽内。

可选的，所述模具表面模拟件为卡片。

可选的，所述移动件靠近所述铣刀的一端端面的至少部分设置为垂直于所述对刀进刀方向的平面。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种铣床，包括：

工作台；

主轴箱，所述主轴箱具有刀塔，所述刀塔可沿对刀进刀方向移动，所述刀塔可拆卸地连接有铣刀；以及

铣刀对刀机构，所述铣刀对刀机构设置于工作台。

本实用新型技术方案提供的铣刀对刀机构及铣床，其中铣刀对刀机构通过将到位传感器固定设置在工作台，并使用工件安装槽内在铣刀的推动作用下沿铣刀对刀进给方向移动的移动件延长铣刀的触发距离，直至移动件触发到位传感器，从而可高精度地检测到铣刀从预设换刀位置到固定位置的到位传感器的距离，从而可得出铣床换刀后的铣刀安装高度参数值，进而利于提高铣床换刀后铣刀的铣槽深度精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型铣床一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型铣床一实施例的侧视图，其中铣刀触碰模具表面模拟件；

图3为本实用新型铣床一实施例的侧视图，其中铣刀向下移动至触碰移动件并触发到到位传感器；

图4为本实用新型铣刀对刀控制方法第一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				110	工作台	111	工件安装槽
120	主轴箱	130	刀塔
				140	铣刀	210	移动件
211	移动件本体	212	延伸部
				220	到位传感器	230	第一缓冲件
240	第二缓冲件	250	导向件
				260	模具表面模拟件	213	遮光片

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参阅图1至图3，图1至图3为本实用新型实施例方案涉及的铣刀对刀机构的结构示意图。

本实施例中，铣刀对刀机构包括移动件210与到位传感器220。

移动件210设置于铣床的工件安装槽111内，即位于铣刀140的进刀路径上，且移动件210可沿铣床的对刀进刀方向移动。且到位传感器220固定设置于移动件210背离铣刀的一侧，到位传感器220用于在移动件210被铣刀推动至触发到位传感器220时，发出对刀完成信号。

需要说明的是，本实用新型实施例中的铣床可以为卧式铣床或者立式铣床。本实施例中，铣床为立式铣床，下文也以立式铣床为例进行说明，此时，铣床的对刀进刀方向即为立式铣床的Z轴方向。根据本实施例公开的内容，本领域普通技术人员易于想到当该铣床为卧式铣床的具体结构。

具体而言，移动件210设置于工件安装槽111内，在换刀后的铣刀140沿对刀进刀方向向下进给时，铣刀140向下移动至铣刀140的底端与移动件210接触。移动件210在工件安装槽111内也可沿铣床的对刀进刀方向移动，因此，移动件210接触铣刀后可在铣刀140的推动下与铣刀140同步移动。

到位传感器220设置于移动件210的背离铣刀的一侧，即本实施例中，到位传感器220位于移动件210的下方。在移动件210跟随铣刀140同步向下移动时，移动件210逐渐靠近到位传感器直至触发到位传感器220。此时，到位传感器220发出对刀完成信号，铣刀140停止移动。此时，根据铣刀140的全程移动距离即可得出铣刀安装高度。

容易理解的，相关技术中，铣刀对刀是通过人工对刀来完成，精度较差。在铣刀更换完成后，铣床的数控系统难以获得铣刀安装高度参数的精确值，从而在后续铣削过程中，铣刀的铣槽深度设定参数值不符合换刀后的实际情况，更换铣刀后铣出的铣槽的深度不一。

而本实施例中，通过将到位传感器220固定设置在工作台110，并使用在工件安装槽111内在铣刀140的推动作用下沿铣刀Z轴进给方向移动的移动件 210延长铣刀的触发距离，直至移动件210触发到位传感器220，从而可高精度地检测到铣刀从预设换刀位置到固定位置的到位传感器220的距离，从而可得出铣床换刀后的铣刀安装高度参数值，进而利于提高铣床换刀后铣刀的铣槽深度精度。且通过移动件210代替铣刀触发传感器，可延长铣刀的触发距离，即可将到位传感器220设置于工作台110较远的位置，避免到位传感器220的固定设置影响铣刀的正常铣削作业。

本实施例提供的铣刀对刀机构通过传感器监测是否对刀完成还显著提高了铣刀对刀效率。

其中，移动件210的靠近铣刀140的一端端面的至少部分可设置为一平面，该平面垂直于对刀进刀方向，从而利于不同规格的铣刀的底端均可以在接触移动件210的端面后即时带动移动件同步移动。

在一实施例中，为了降低移动件210的移动速度，避免移动件210速度跟随铣刀进给时速度过快而影响到位传感器220的触发响应时间，造成监测得到的铣刀安装高度参数的误差值较大，本实施例中，铣刀对刀机构还包括第一缓冲件230，第一缓冲件230设置于移动件210与工作台110之间。第一缓冲件 230用于沿与铣刀移动相反的方向来减缓阻滞移动件210的行进速度。

同时，第一缓冲件230还可用于在铣刀对位完成后，铣刀沿Z轴远离工作台110后，沿对刀进刀方向将移动件210回推至初始位置。

容易理解的，第一缓冲件230可以为弹性阻尼，移动件210在移动过程中通过弹性阻尼降低移动速度。或者，第一缓冲件230还可为套设于移动件210 径向外侧的压缩弹簧，本申请对于第一缓冲件230的具体结构并不限制。或者，第一缓冲件230与移动件还可集成为一缓冲器，移动件即为缓冲器内的轴类零部件。

到位传感器220可设置于工作台110的工件安装槽111内。或者，在一实施例中，到位传感器220设置于工作台110背离铣刀的一侧。且工件安装槽111槽底壁开设有贯穿孔，第一缓冲件230固定设置于贯穿孔内，且第一缓冲件230 具有沿对刀进刀方向开设的第一安装孔，第一安装孔贯穿第一缓冲件230。其中，移动件210穿设第一缓冲件230以与到位传感器220配合。

具体而言，本实施例中，到位传感器220设置于工作台110的下方，从而可避免到位传感器220影响铣床的正常加工作业，还可避免工件安装槽111内的铁屑影响到位传感器220的感应。此时，工件安装槽111的槽底壁上开设有供移动件移动的贯穿孔，贯穿孔内固定安装有第一缓冲件230。第一缓冲件230 内具有第一安装孔，移动件210即可在第一安装孔内沿对刀进刀方向上下滑动。例如，贯穿孔可设置为台阶孔，第一缓冲件230即套装于台阶孔内。台阶孔中直径较小的孔为为移动件210留出的通道。

到位传感器220可以为接触传感器，例如移动件的端部接触到到位传感器 220才触发到位传感器220，例如短路测试仪等。或者，在一实施例中，到位传感器220设置为光电传感器，且移动件靠近光电传感器的一端设置有遮光片 213，遮光片213用于触发光电传感器。

参阅图1和图3，光电传感器的发射端和接收端可以在工作台110的下方在水平方向上彼此相对且间隔设置。移动件210上的遮光片213向下移动至进入到发射端和接收端之间的间隙内时，接收端不能接收到发射端发出的光信号，此时移动件即触发光电触感器。

值得一提的是，遮光片可以是通过螺钉固定设置在移动件210底端，还可以是移动件210底端的部分，例如，参阅图1，遮光片213可以是移动件210上的勾状部分。

且相较于铣刀底端直接触发光电传感器，由于不同规格样式的铣刀的底端结构各不相同，且铣刀底端均具有凹槽以及刀刃等曲面，触发光电传感器的成功率较低，本实施例中，通过遮光片213来触发光电传感器，更加可靠以及稳定。

在一些实施例中，为了便于安装光电传感器，光电传感器设置于移动件 210的径向一侧。

此时，移动件210包括移动件本体211与延伸部212。移动件本体211可移动地设置于第一安装孔内。延伸部212的一端连接于移动件210本体背离铣刀的一端，另一端连接有遮光片213。

具体而言，移动件本体211可以构造为杆件，其顶端为一直径大于第一安装孔的帽部，从而可限定移动件的最大行程。移动件本体211在第一安装孔内移动，而延伸部212可以为连接于移动件本体211的块状件，延伸部212可水平设置，即使得移动件本体211的结构更加紧凑。参阅图3，延伸部212的一端可通过螺纹连接或者焊接等方式与移动件本体211的底端连接，延伸部212延伸至工作台110外侧，且其端部构成一勾状，即遮光片213。

在一些实施例中，由于延伸部212水平延伸，即光电传感器与移动件210 错开设置，为了减少对刀误差，铣刀对刀组件还包括第二缓冲件240以及导向件250。

第二缓冲件240设置于工作台110，且第二缓冲件240具有沿对刀进刀方向开设的第二安装孔。导向件250可移动地设置于第二安装孔内。其中，导向件 250的一端与延伸部212连接。

参阅图2和图3，具体而言，此时，导向件250和移动件本体211平行设置。且两者沿延伸部212的长度方向彼此间隔设置，从而在移动件210与铣刀同步向下移动时，导向件250和延伸部212一起下降，避免延伸部212的远离移动件 210的一端端部翘起而影响对刀精度。且将延伸部212更加牢靠地固定在移动件210和导向件250上，使得延伸部212的轨迹在对刀进刀方向上更加稳定，避免由于延伸部本身的抖动或者弹性而影响移动件210触发到位传感器220的精度。

在一些实施例中，参阅图2，铣刀对刀机构还包括模具表面模拟件260，模具表面模拟件260可拆卸地设置于工件安装槽111内。模具表面模拟件260可以是一卡片，该卡片放置于工件安装槽111内，用于模拟模具的表面，从而可通过铣刀从预设换刀位置到模具表面的第一距离，利于铣刀在此距离内快速进刀，直到移动该第一距离后再缓慢进刀，从而提高对刀效率。

参阅图1，本实用新型实施例还提供一种铣床，铣床包括工作台110、主轴箱120、刀塔130、以及铣刀对刀机构，以及至少一个处理器、存储器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的铣刀对刀控制程序，铣刀对刀控制程序被处理器执行时实现如下文的铣刀对刀控制方法的步骤。

需要说明的是，本实用新型实施例中的铣床可以为卧式铣床或者立式铣床。本实施例中，铣床为立式铣床，下文也以立式铣床为例进行说明，根据本实施例公开的内容，本领域普通技术人员易于想到当该铣床为卧式铣床的具体结构。

其中，铣床包括有刀塔130、主轴箱120与工作台110。铣刀140安装于刀塔130上，刀塔固定在主轴上。主轴箱120包括有X轴主机、Y轴主机以及Z轴主机，其，X轴主机用于推动塔在X轴上进给，Y轴主机推动塔在Y轴上进给， Z轴中主机用于推动塔在Z轴上进给。容易理解的，由于铣床的刀塔130、主轴箱120为本领域的现有技术，此处不再赘述。其中，铣刀对刀结构安装于工作台110上。铣刀对刀机构的具体结构参照上述实施例，由于本铣床采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实用新型实施例还提供了一种铣刀对刀控制方法，参照图2，图2为本实用新型铣刀对刀方法的第一实施例的流程示意图。

本实用新型实施例中，提供一种铣刀对刀控制方法。该铣刀对刀控制方法可应用于铣床数控系统的处理器中。控制方法包括以下步骤：

S101，在铣刀140更换完成后，获取铣刀140到模具表面的第一距离。

上述步骤中，更换铣刀时，X轴主机、Y轴主机以及Z轴主机驱动刀塔130 升到预设换刀位置，在预设换刀位置将旧的铣刀取下，并将新的铣刀装上。然后获取铣刀到模具表面的第一距离，该第一距离即为铣刀的快速进刀区间，以利于在后续对刀过程中，铣刀从预设换刀位置快速移动第一距离，以提高铣刀对刀的效率。

值得一提的是，预设换刀位置为每台机床设定的一固定位置。在每次换刀时，刀塔均移动至预设换刀位置。

作为本实施例的一种选择，步骤S101包括以下步骤：

(1)在铣刀更换完成后，向铣床的主轴箱发出第二控制信号，以控制主轴箱驱动铣刀向靠近工作台110的方向移动，直至铣刀与模具表面模拟件接触。

该步骤中用于获取第一距离。其中，在更换铣刀时或者在更换铣刀后，可将模具表面模拟件放置于工作台110上。模具表面模拟件可构造为卡片结构，直接横置于工作台110上。铣刀从预设换刀位置向靠近工作台110的方向移动，直至铣刀底端与模具表面模拟件接触。由于该步骤对最后的对刀结果并不影响，因此，模具表面模拟件与铣刀的接触判断可以是人工肉眼。例如铣刀首先快速进刀，快接近模具表面模拟件的时候再慢速进刀，通过观察铣刀在模具表面模拟件上的划痕判断是否接触，也可通过与模具表面模拟件连接的短路测试仪来判断是否接触。

(2)响应于铣刀与模具表面模拟件接触，获取铣刀在对刀进刀方向上移动的第一距离。

当铣刀与模具表面模拟件接触时，主动记录并获取铣刀在此过程中在对刀进刀方向上移动的第一距离。该第一距离即为铣刀的快速进刀区间。

S102，向铣床的主轴箱发出第一控制信号，以控制主轴箱驱动铣刀自预设换刀位置以第一预设速度沿对刀进刀方向移动第一距离后，以第二预设速度继续移动，直至接收到到位传感器220被移动件210触发时发出的对刀完成信号，其中第一预设速度大于第二预设速度。

本步骤中，在获取到第一距离后，即可控制铣刀从预设换刀位置向移动件210移动。容易理解的，本实施例中铣刀对刀主要是Z轴上的对刀，因此对于铣刀从预设换刀位置开始对刀过程中的在X轴以及Y轴上的移动，并不影响本实施例的在Z轴上的对刀结果。

自铣刀从预设换刀位置向模具表面移动过程中，铣刀可以以较快的第一预设速度进刀，在铣刀的Z轴上的移动第一距离后，为了避免铣刀由于减速不及时而与工件或者移动件210发出碰撞，造成铣刀折断或者受损。所以在铣刀达到模具表面高度后，铣刀需要降速并缓慢接近移动件210的端面。即铣刀以较慢的第二预设速度继续下降。其中，第二预设速度可以是铣床允许的最慢速度，其具体速度值可以视机床的具体规格而定。且第二预设速度越慢，铣刀对刀的精度越高。

铣刀在接触到移动件210的端面后，带动移动件210继续以第二预设速度同步向下移动，直至移动件210触发到位传感器220，即铣刀推动移动件210移动至固定位置处的到位传感器220。此时，到位传感器220发出对刀完成信号。

对刀完成后，铣床即可记录铣刀在Z轴上的全程移动距离，该全程移动距离包括在Z轴上的预设换刀位置移动至模具表面的第一距离，还包括在Z轴上的从模具表面移动至触发到位传感器220之间的距离，两者的和即为在Z轴上的全程移动距离。通过铣刀从以固定位置，即预设换刀位置向另一固定位置参照物，即到位传感器220处的全程移动距离，即可得到铣刀的底端端部到参照物处的距离，可将该距离视为该铣刀的铣刀安装高度参数。在后续铣削过程中，可根据改铣刀安装参数来调整铣床的铣槽深度等参数，从而确保换刀后铣槽的深度的加工精度。

因此，本实施例中，通过将到位传感器220固定设置在工作台110，并使用在工件安装槽111内在铣刀140的推动作用下沿铣刀对刀进刀方向移动的移动件210延长铣刀的触发距离，直至移动件210触发到位传感器220，从而可高精度地检测到铣刀从预设换刀位置到固定位置的到位传感器220的距离，从而可得出铣床换刀后的铣刀安装高度参数值，进而利于提高铣床换刀后铣刀的铣槽深度精度。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种铣刀对刀机构，所述铣刀对刀机构设置于铣床的工作台，所述工作台具有工件安装槽，其特征在于，包括：

移动件，所述移动件设置于所述工件安装槽内，且所述移动件可沿所述铣床的对刀进刀方向移动，所述对刀进刀方向垂直于所述工作台；以及

到位传感器，所述到位传感器固定设置于所述工作台，且所述到位传感器设置于所述移动件背离所述铣刀的一侧，所述到位传感器用于在移动件被铣刀推动至触发所述到位传感器时，发出对刀完成信号。

2.根据权利要求1所述的铣刀对刀机构，其特征在于，还包括：

第一缓冲件，所述第一缓冲件设置于所述移动件与所述工作台之间。

3.根据权利要求2所述的铣刀对刀机构，其特征在于，所述到位传感器设置于所述工作台背离所述铣刀的一侧；

且所述工件安装槽的槽底壁开设有贯穿孔，所述第一缓冲件固定设置于所述贯穿孔内，且所述第一缓冲件具有沿所述对刀进刀方向开设的第一安装孔，所述第一安装孔贯穿所述第一缓冲件；

其中，所述移动件穿设所述第一缓冲件以与所述到位传感器配合。

4.根据权利要求3所述的铣刀对刀机构，其特征在于，所述到位传感器设置为光电传感器，且所述移动件靠近所述光电传感器的一端设置有遮光片，所述遮光片用于触发所述光电传感器。

5.根据权利要求4所述的铣刀对刀机构，其特征在于，所述光电传感器设置于所述移动件的径向一侧；

且所述移动件包括：

移动件本体，所述移动件本体可移动地设置于所述第一安装孔内；以及

延伸部，所述延伸部的一端连接于所述移动件本体背离所述铣刀的一端，另一端连接有所述遮光片。

6.根据权利要求5所述的铣刀对刀机构，其特征在于，还包括：

第二缓冲件，所述第二缓冲件设置于所述工作台，且所述第二缓冲件具有沿所述对刀进刀方向开设的第二安装孔；以及

导向件，所述导向件可移动地设置于所述第二安装孔内；

其中，所述导向件的一端与所述延伸部连接。

7.根据权利要求1所述的铣刀对刀机构，其特征在于，还包括模具表面模拟件，所述模具表面模拟件可拆卸地设置于所述工件安装槽内。

8.根据权利要求7所述的铣刀对刀机构，其特征在于，所述模具表面模拟件为卡片。

9.根据权利要求1所述的铣刀对刀机构，其特征在于，所述移动件靠近所述铣刀的一端端面的至少部分设置为垂直于所述对刀进刀方向的平面。

10.一种铣床，其特征在于，包括：

工作台；

主轴箱，所述主轴箱具有刀塔，所述刀塔可沿对刀进刀方向移动，所述刀塔可拆卸地连接有铣刀；以及

如权利要求1-9任一项所述的铣刀对刀机构，所述铣刀对刀机构设置于工作台。

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