CN215909817U

CN215909817U - 一种用于模具雕铣的深度在线测量装置

Info

Publication number: CN215909817U
Application number: CN202122071778.XU
Authority: CN
Inventors: 刘新波; 黎浪; 杨永青
Original assignee: Shaoyang University
Current assignee: Shaoyang University
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2022-02-25
Anticipated expiration: 2031-08-31

Abstract

本实用新型公开了一种用于模具雕铣的深度在线测量装置，利用磁力角架将激光测量单元固定在雕铣机床的主轴支架上。磁力角架的直角螺纹轴一侧连接磁力座，手动调节好相对姿态后用第一锁定螺母固定，直角螺纹轴的另一侧连接万向节，可调节激光测量单元的激光出射光斑定位到模具上的待测点；激光测量单元的防护挡板由第三螺钉组固定在激光测量单元的底部，气嘴固定在防护挡板上。在加工状态时，激光测量装置中的气嘴能实时吹除加工碎屑，防护板能防止碎屑飞溅损伤激光测量单元的内部部件，模具深度参数通过单片机模块和蓝牙模块输出至雕铣机数控系统。本实用新型能够在线获取模具的深度参数，便于提高模具的加工质量。

Description

一种用于模具雕铣的深度在线测量装置

技术领域

本实用新型属于模具加工相关技术领域，具体涉及一种用于模具雕铣的深度在线测量装置。

背景技术

目前，模具加工行业突飞猛进，取得了很大的发展。雕铣机床是加工模具的主要机器之一，有制造效率高的优点。但随着模具成型产品的质量要求越来越高，模具本身的精度要求进一步提高。

现有的模具加工工艺和测量工艺是分开的，一般先对模具进行加工，加工完之后在对模具进行测量，如果加工没有达到精度要求，须进行进一步加工，从而造成效率下降，并且精度也会受到影响。因此，模具的在线测量或在机测量越来越受到行业的关注。CN2020223893219公布了一种用于模具加工的内外径检测装置，通过深度测量尺进行测量，改进之处是利用镶嵌板上的清理海绵摩擦将表面灰尘吸附清理，能去除灰尘的干扰，但该装置仍然是一种传统的接触式测量方法，仍然需要停机进行测量，测量精度和测量效率不高。CN2014200103643公开了一种基于声光调制的非球面模具在机测量装置，是基于光学干涉技术的三维测量装置，虽然测量精度较高且为非接触测量，但干涉装置的安装和调试需要较长时间，适用于高端非球面产品的模具制造。

综上，现有模具加工和测量一体化技术还存在如下问题：1、传统的测量方法精度较低，将其用于在机测量时还需停机、手动除尘，操作不便。2、目前的激光干涉技术虽然精度高，但安装和调试时间长，且对外部环境要求苛刻。3、所公布的技术资料中主要为在机测量方法，未见在线测量技术，一定程度上限制了模具制造的效率。

实用新型内容

为了克服技术上的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种安装方便，检测精度高、易于同加工机床集成的模具深度在线测量装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于模具雕铣的深度在线测量装置，包括用于吸附固定和角度调节的磁力角架，以及用于深度参数在线测量的激光测量单元。所述磁力角架包括磁力座、第一锁定螺母、直角螺纹轴、第二锁定螺母、以及万向节，所述直角螺纹轴一侧连接所述磁力座，调节好相对姿态后用所述第一锁定螺母固定，所述直角螺纹轴的另一侧连接所述万向节，并用所述第二锁定螺母固定。所述激光测量单元包括激光传感器、锂电池、安装架、单片机模块、蓝牙天线、第一螺钉组、第二螺钉组、防护挡板、第三螺钉组、第四螺钉组、第一法兰、气嘴，所述防护挡板由所述第三螺钉组固定在所述激光测量单元的底部，所述气嘴固定在所述防护挡板上。

优选的，所述激光测量单元和所述磁力角架的连接，通过所述第一法兰和所述万向节的孔轴配合实现。

优选的，所述直角螺纹轴和万向节通过手动调节，实现所述激光传感器的出射光线的姿态调节，所述激光传感器的激光出射光斑靠近所述雕铣机床的加工位置。

优选的，所述气嘴能对准所述激光传感器的激光出射光斑，能吹除所述光斑附近的加工碎屑，所述防护挡板对飞溅的加工碎屑进行阻挡。

优选的，所述激光传感器为微米级精度的三角法激光位移传感器。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种用于模具雕铣的深度在线测量装置，具备以下有益效果：采用高精度的三角法激光传感器，能实现模具深度参数的微米级测量；体积小，质量轻，通过强磁力固定在机床的任意位置，且有三个手动可调的旋转自由度，安装和调节方便；集成锂电池、单片机模块和蓝牙天线，测量结果可实时反馈至如机床的数控系统，易与实现全自动测量；整个测量装置可随着机床主轴相当被加工模具移动，且用高压气嘴吹除加工碎屑干扰，用防护挡板保护整个测量装置，能够实现安全、高效的在线测量。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：

图1为本实用新型提出的一种用于模具雕铣的深度在线测量装置的实施状态示意图；

图2为本实用新型提出的一种用于模具雕铣的深度在线测量装置的结构示意图；

图中：100. 激光测量装置；200. 磁力角架；300. 雕铣机床；400. 模具；101. 激光传感器；102.锂电池；103.安装架；104.单片机模块；105蓝牙天线；106第一螺钉组；107.第二螺钉组；108.防护挡板；109.第三螺钉组；110.第四螺钉组；111.第一法兰； 112.气嘴；201. 磁力座；202.第一锁定螺母；203.直角螺纹轴；204.第二锁定螺母；205.万向节。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：

一种用于模具雕铣的深度在线测量装置，包括用于吸附固定和角度调节的磁力角架（200），以及用于深度参数在线测量的激光测量单元（100），将磁力角架（200）利用强磁力吸附在雕铣机床（300）的主轴支架上，激光测量单元（100）的激光出射光斑能对准模具（400）的待测点，实现对模具深度尺寸进行测量，并可通过无线方式将测量数据传输至雕铣机床（300）数控系统。

具体的，磁力角架（200）包括磁力座（201）、第一锁定螺母（202）、直角螺纹轴（203）、第二锁定螺母（204）、以及万向节（205），直角螺纹轴（203）的一侧连接磁力座（201），手动调节好相对角度后用第一锁定螺母（202）固定，直角螺纹轴（203）的另一侧连接有万向节（205），可做两个自由度的角度调节，并用第二锁定螺母（204）固定。

激光测量单元（100）包括：激光传感器（101）、锂电池（102）、安装架（103）、单片机模块（104）、蓝牙天线（105）、第一螺钉组（106）、第二螺钉组（107）、防护挡板（108）、第三螺钉组（109）、第四螺钉组（110）、第一法兰（111）、气嘴（112），激光传感器（101）和锂电池（102）通过第二螺钉组（107）分别固定在安装架（103）的中部和右部，第一螺钉组将单片机模块（104）固定在安装架（103）的左侧，锂电池（102）为整个激光测量单元提供电源，防护挡板（108）由第三螺钉组（110）固定在激光测量单元（100）的底部，气嘴（112）固定在防护挡板（108）上。

磁力角架（200）和激光测量单元（100）通过第一法兰（111）的伸出轴和万向节（205）的内孔进行连接。

将磁力角架（200）利用强磁力吸附在雕铣机床（300）的主轴支架上后，调节磁力角架（200）上的万向节（205），使得激光传感器（101）的出射光线对准模具（400）上的待测点，待测点靠近加工位置且处于加工方向的后端，要求待测点在激光传感器（101）的量程内，否则重新选择磁力角架（200）在雕铣机床（300）主轴支架上的位置。

将气嘴（112）对准待测点，即激光位移传感器（101）的激光出射光斑，其目的在于吹除加工时所产生的碎屑对测量光路的干扰，而防护挡板（108）能阻挡加工时产生的飞溅的碎屑，防止对激光测量单元（100）尤其是其内部的激光传感器（101）造成损伤。

在线测量时，单片机模块（104）能对激光传感器（101）采集的数据进行预处理，并通过蓝牙天线（105）将预处理后的数据传输至雕铣机床（300）的数控系统，为实时调节雕铣机床（300）的加工参数提供反馈。一般情况下，激光传感器测量的数据来源于加工前的待测点和加工后的待测点，二者之间的数据差通过简单换算可得到深度参数。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种用于模具雕铣的深度在线测量装置，其特征在于，磁力角架（200）和激光测量单元（100）通过第一法兰（111）的伸出轴和万向节（205）的内孔进行连接，所述磁力角架（200）吸附在雕铣机床（300）的主轴支架上；

所述磁力角架（200）包括磁力座（201）、第一锁定螺母（202）、直角螺纹轴（203）、第二锁定螺母（204）、以及所述万向节（205），所述直角螺纹轴（203）一端旋入所述磁力座（201）的螺纹孔内，可由第一锁定螺母（202）锁定，所述直角螺纹轴（203）的另一端连接所述万向节（205），可做两个自由度的角度调节，并用第二锁定螺母（204）固定；

所述激光测量单元（100）包括：激光传感器（101）、锂电池（102）、安装架（103）、单片机模块（104）、蓝牙天线（105）、第一螺钉组（106）、第二螺钉组（107）、防护挡板（108）、第三螺钉组（109）、第四螺钉组（110）、气嘴（112）以及所述第一法兰（111），所述激光传感器（101）和所述锂电池（102）通过所述第二螺钉组（107）分别固定在所述安装架（103）的中部和右部，所述第一螺钉组（106）将所述单片机模块（104）固定在所述安装架（103）的左侧，所述防护挡板（108）由所述第三螺钉组（109）固定在所述激光测量单元（100）的底部，所述气嘴（112）固定在所述防护挡板（108）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于模具雕铣的深度在线测量装置，其特征在于，所述直角螺纹轴（203）和所述万向节（205）作为角关节，可以调整所述激光传感器（101）出射光线的空间姿态。

3.根据权利要求1所述的一种用于模具雕铣的深度在线测量装置，其特征在于，所述激光传感器（101）的激光出射光斑，靠近所述雕铣机床（300）的加工位置，所述气嘴（112）对准所述激光传感器（101）的激光出射光斑，能吹除加工碎屑，所述防护挡板（108）对飞溅的加工碎屑进行阻挡。