专利名称：用于数控机床的对刀仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数控机床领域，特别涉及数控机床对刀设备技术领域，具体是指一种用 于数控机床的对刀仪。
背景技术：
数控加工之前应首先使机床明确零件的加工原点，以建立准确的加工坐标系，同时还要 考虑不同刀具尺寸和相互位置的偏差，这些都需要通过对刀来解决。对刀的准确与否，直接 影响到零件的加工精度；对刀方法的处理，则直接影响数控机床的使用效率。数控机床的最 大优点就是高效率，高精度和可重复性，选择合适的对刀方法至关重要，根据现有条件和加 工精度要求选择对刀方法，可采用试切法(即手动对刀)、ATC对刀等。
手动对刀的基础是通过试切零件来对刀，采用"试切—测量—调整"的对刀模式，手动对 刀要较多地占用机床时间；ATC对刀由于操纵对刀镜以及对刀过程还是手动操作，故仍有一 定的对刀误差，这样就给数控机床进行精密机械零部件加工操:作带来了一定的困难。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够进行灵活控制、结构 简单、制造成本低、操作快捷方便、工作性能稳定、精度高、使用范围较为广泛的用于数控 机床的对刀仪。
为了实现上述的目的，本实用新型的用于数控机床的对刀仪具有如下构成 该用于数控机床的对刀仪，包括壳体和壳体内的功能电路，所述的壳体内的功能电路通 过控制线与数控机床中的数控系统相连接，其主要特点是，所述的功能电路包括电源单元、 信号拾取单元和信号处理单元，所述的电源单元通过所述的信号拾取单元与所述的信号处理 单元相连接，所述的信号处理单元的输出端与控制线相连接。
该用于数控机床的对刀仪中的信号拾取单元为槽型光电开关单元。
该用于数控机床的对刀仪中的槽型光电开关单元包括设置于一 U型槽两侧边的发射器和 接收器，所述的发射器与接收器之间通过光耦合连接。该用于数控机床的对刀仪中的发射器为发光二极管，所述的发光二极管串接于电源和地 之间。
该用于数控机床的对刀仪中的接收器为光敏三极管，所述的光敏三极管的集电极通过第 一上拉电阻(R2)与电源相连接，且该集电极还与所述的信号处理单元的输入端相连接，该 光敏三极管的发射极接地。
该用于数控机床的对刀仪中的信号处理单元包括开关三极管(Tl ),所述的信号拾取单元 的输出端连接于该开关三极管(Tl)的基极，且该开关三极管(Tl)的基极通过电容(Cl) 接地，所述的开关三极管(Tl)的发射极接地，且该开关三极管(Tl)的集电极通过第二上 拉电阻(R7)与电源相连接，该开关三极管(Tl)的集电极还与所述的控制线相连接。
该用于数控机床的对刀仪中的控制线为控制信号传输电缆。
采用了该实用新型的用于数控机床的对刀仪，由于其能够利用光电技术在生产线外对刀 具进行精密的检测和调整，并可以自动计算各把刀的刀长与刀宽的差值，将其存入系统中， 在加工另外的零件的时候就只需要对标准刀，不必在机床上反复试刀，从而不占用宝贵的机 床工作时间，从而实现了灵活控制，而且结构简单，制造成本低，操作快捷方便，工作性能 稳定可靠，精度较高，能够用于加工中心和数控镗、铣床等领域，使用范围较为广泛，为数 控机床技术的不断普及应用奠定了坚实的基础。
图1为本实用新型的刀仪壳体的整体外形结构图。 图2为本实用新型的用于数控机床的对刀仪的功能模块原理示意图。 图3为本实用新型的用于数控机床的对刀仪的信号拾取电路原理图。 图4为本实用新型的用于数控机床的对刀仪的信号处理电路原理图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。 请参阅图2至图4所示，该用于数控机床的对刀仪，包括壳体和壳体内的功能电路，所 述的壳体内的功能电路通过控制线与数控机床中的数控系统相连接，其中，所述的功能电路 包括电源单元1、信号拾取单元2和信号处理单元3，所述的电源单元1通过所述的信号拾取 单元2与所述的信号处理单元3相连接，所述的信号处理单元3的输出端与控制线相连接。
其中，所述的信号拾取单元2为槽型光电开关单元，该槽型光电开关单元包括设置于一 U型槽两侧边的发射器和接收器，所述的发射器与接收器之间通过光耦合连接，所述的发射器为发光二极管，所述的发光二极管串接于电源和地之间；所述的接收器为光敏三极管，所 述的光敏三极管的集电极通过第一上拉电阻R2与电源相连接，且该集电极还与所述的信号 处理单元的输入端相连接，该光敏三极管的发射极接地。
该用于数控机床的对刀仪中的信号处理单元包括开关三极管Tl ，所述的信号拾取单元的 输出端连接于该开关三极管Tl的基极，且该开关三极管Tl的基极通过电容C1接地，所述 的开关三极管Tl的发射极接地，且该开关三极管Tl的集电极通过第二上拉电阻R7与电源 相连接，该开关三极管Tl的集电极还与所述的控制线相连接；同时，该控制线为控制信号传 输电缆。
在实际应用当中，该用于数控机床的对刀仪所必需的壳体，它主要有三部分组成第一 是底座，它起固定作用，可以把对刀仪固定在机床上；第二是两个直径不同的连体空心立柱， 直径小的立柱的上部设置有开口；直径大的立柱放置在底座的上面，立柱里面用于放置所需 的电路板，直径大的立柱的侧壁设置一个小孔，当作出线孔；第三是用于测量功能的接触头， 该接触头安置在小立柱上部的开口处，可以上下移动；所述接触头下部是挡片，挡片可以在 光电开关中移动，充当检测物的角色；接触头下部套设有弹簧，弹簧卡在挡片的中部。刀仪 壳体的整体外形结构尺寸图如图1所示。
该用于数控机床的对刀仪的将对刀时刀具与对刀仪接触的状态信号输出的专用电路，主 要有信号拾取单元2、电源单元l、信号处理单元3等组成，所述的信号拾取单元中所需要的 元器件为槽型光电开关H21A3，所述的槽型光电开关与壳体中的探头共同作用产生对刀信号。
所述的信号处理单元中所需要的集电极开路门电路，所述的集电极开路门电路加上拉电 阻和电源能将开关电平作为高低电平；所述的专用电缆作为信号传输的载体将对刀信号经过 集电极开路门电路输出至机床的数控系统。
请参阅图2所示，其为数控机床的对刀仪的功能模块原理图，主要包括电源单元1,用 于给整个系统提供所需的电源；信号拾取单元2，用于拾取机床加工时所需要的对刀信号(或 超程报警信号)；信号处理单元3，用于对输出信号进行处理，以得到我们所需要的对刀信号。 系统工作原理如下所示下压对刀仪的接触头之前，槽式光电开关的输出状态是常开的，可 测得对刀信号和超程报警信号是高电平。下压对刀仪的接触头，当其探头通过第一个光电开 关时，就可以拾取对刀信号，该对刀信号经过集电极开路门电路并通过专用电缆输出至机床 的数控系统，用户结合专用的控制程序就可以实现自动对刀功能，这时候的对刀信号是低电 平。如果对刀时刀具下压的过快，而且控制程序来不及迅速反应，当对刀仪接触头的探头达 到第二个光电开关时可以拾取超程报警信号，通过控制程序解除本次对刀，而重新下一次对刀，这样起到保护对刀仪或刀具的作用。最后为保证对刀仪电路的安全，在输出信号的端口 采用光藕元件对信号进行隔离。
再请参阅图3所示，其为对刀仪的信号拾取电路原理图，图中主要的部分就是两个槽式 光电开关H21A3,它具有低成本、高IC (ON)等特点。槽式光电开关是一种集发射器和接 受器为一体的传感器，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测 物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号。槽式光电开关比较适合检测 高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体，使用安全可靠。其输出状态分常开和常 闭，当无检测物体时，常开型的光电开关所接通的负载由于光电开关内部的输出晶体管的截 止而不工作，当检测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。
再请参阅图4所示，其为信号处理电路，对信号拾取电路所产生的对刀信号进行处理， 通过集电极开路门电路输出。三极管除了有对电流放大作用外，还有开关作用(即通、断作 用)，当基极加上正偏压时，NPN型三极管即导通处于饱和状态，反之，三极管就不导通。 OC门，即集电极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。
采用了上述的用于数控^L床的对刀仪，由于其能够利用光电技术在生产线外对刀具进行 精密的检测和调整，并可以自动计算各把刀的刀长与刀宽的差值，将其存入系统中，在加工 另外的零件的时候就只需要对标准刀，不必在机床上反复试刀，从而不占用宝贵的机床工作 时间，从而实现了灵活控制，而且结构简单，制造成本低，操作快捷方便，工作性能稳定可 靠，精度较高，能够用于加工中心和数控镗、铣床等领域，使用范围较为广泛，为数控机床 技术的不断普及应用奠定了坚实的勤出。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出 各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性 的而非限制性的。
权利要求1、一种用于数控机床的对刀仪，包括壳体和壳体内的功能电路，所述的壳体内的功能电路通过控制线与数控机床中的数控系统相连接，其特征在于，所述的功能电路包括电源单元、信号拾取单元和信号处理单元，所述的电源单元通过所述的信号拾取单元与所述的信号处理单元相连接，所述的信号处理单元的输出端与控制线相连接。
2、 根据权利要求1所述的用于数控机床的对刀仪，其特征在于，所述的信号拾取单元为 槽型光电开关单元。
3、 根据权利要求2所述的用于数控机床的对刀仪，其特征在于，所述的槽型光电开关单 元包括设置于一 U型槽两侧边的发射器和接收器，所述的发射器与接收器之间通过光耦合连 接。
4、 根据权利要求3所述的用于数控机床的对刀仪，其特征在于，所述的发射器为发光二 极管，所述的发光二极管串接于电源和地之间。
5、 根据权利要求3所述的用于数控机床的对刀仪，其特征在于，所述的接收器为光敏三 极管，所述的光敏三极管的集电极通过第一上拉电阻(R2)与电源相连接，且该集电极还与 所述的信号处理单元的输入端相连接，该光敏三极管的发射极接地。
6、 根据权利要求1所述的用于数控机床的对刀仪，其特征在于，所述的信号处理单元包 括开关三极管(Tl),所述的信号拾取单元的输出端连接于该开关三极管(Tl)的基极，且 该开关三极管(Tl)的基极通过电容(Cl)接地，所述的开关三极管(Tl)的发射极接地， 且该开关三极管(Tl )的集电极通过第二上拉电阻(R7)与电源相连接，该开关三极管(Tl ) 的集电极还与所述的控制线相连接。
7、 根据权利要求1所述的用于数控才几床的对刀仪，其特征在于，所述的控制线为控制信 号传输电缆。
专利摘要本实用新型涉及一种用于数控机床的对刀仪，包括壳体和壳体内的功能电路，壳体内的功能电路通过控制线与数控机床中的数控系统连接，其中功能电路包括电源单元、信号拾取单元和信号处理单元，电源单元通过信号拾取单元与信号处理单元连接，信号处理单元的输出端与控制线连接。采用该种结构的用于数控机床的对刀仪，由于其能够利用光电技术在生产线外对刀具进行精密的检测和调整，并可以自动计算各把刀的刀长与刀宽的差值，将其存入系统中，在加工另外的零件的时候就只需要对标准刀，不必在机床上反复试刀，从而不占用宝贵的机床工作时间，从而实现了灵活控制，而且结构简单，制造成本低，操作快捷方便，工作性能稳定可靠，精度较高，能够用于加工中心和数控镗、铣床等领域，使用范围较为广泛，为数控机床技术的不断普及应用奠定了坚实的基础。
文档编号B23Q15/22GK201227752SQ20082015143
公开日2009年4月29日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者宋秀龙, 李兵建, 汤同奎, 汪永生 申请人:上海维宏电子科技有限公司