专利名称：一种加工超硬刀具的在线检测系统及检测方法
技术领域：
本发明涉及一种检测系统及检测方法，特别是关于一种一次成型加工超硬刀具的在线检测系统及检测方法。
背景技术：
精密数控电火花成型加工机床是精密特种加工技术的重要设备之一，主要用于加工传统加工机床难以加工的超硬材料和脆性材料，对精密机械、汽车、微电子产品、航空航天的精密零件和精密模具的加工具有重要意义。电火花加工时具有无切削力，不产生毛刺和刀痕沟纹，工具电极材料无需比工件材料硬等特点，因此，加工超硬刀具是多轴联动数控电火花加工技术的又一成功应用领域之一。然而在电火花加工刀具的过程中存在下列三个问题一、工具电极也有损耗，二、加工后表面产生变质层；在某些应用中须进一步去除； 三、在产生碳渣和排除碳渣平衡的条件下才能顺利进行。因此，在电火花加工刀具的过程中，检测是必不可少的关键环节。目前市场上的超硬刀具电加工系统虽然有的自带在线检测系统，但是其工作方式都是采用在加工完刀具后，机床停转，将刀具移动到检测工位检测，根据测量结果再返回加工工位加工的工作方式。为了提高电加工机床的利用率和生产效率，在实际电加工生产过程中通常采用加工完成后，将刀具放到专用的检测仪器上检测， 机床继续加工其它零件，检测和加工完成后再重新将刀具装卡，输入加工参数继续加工的工作方式。这种在线检测系统在实际生产过程中是一种浪费，由于需要另一台检测仪器，增加了生产成本，且多次装卡刀具，加大了加工难度，另外也引入了更多的加工误差。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够在加工超硬刀具的同时，实现实时在线检测，并返回再加工程序继续加工的一次成型加工超硬刀具的在线检测系统及检测方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种加工超硬刀具的在线检测系统， 其特征在于它包括数控系统，所述数控系统连接两组伺服电机，其中一组所述伺服电机的输出端连接电火花放电电极，另一组所述伺服电机的输出端通过探头主轴连接测量探头； 所述测量探头发送数据给接收器，所述接收器将数据信号通过转换器转换后反馈给数控系统。上述一种加工超硬刀具的在线检测系统的检测方法，其包括以下步骤数控系统通过伺服电机控制电火花放电电极磨削待加工刀具的加工齿，同时数控系统通过另一伺服电机控制探头运动机构的探头主轴带动测量探头对对侧齿进行参数检测，并将检测数据信号发送给接收器，接收器再将信号通过转换器转换后反馈给数控系统，数控系统接收数据并生成再加工程序,待所有齿加工完成之后,立即将再加工程序传递给伺服电机,带动电火花放电电极返修所有不合格的齿，直至完成刀具的加工成型。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明由于采用了加工工位和检测工位重合的方式，将检测探头由探头主轴和单独的驱动机构驱动，因此，可以在加工刀具的同时，将检测探头移动到加工工位的下方进行检测。2、本发明由于在电极磨削超硬刀具的一个齿的同时，检测其相对面的另一个齿的加工参数是否合格，并通过本发明中的数控系统提供再加工程序，待所有齿加工完成之后，立即返修所有不合格的齿，因此，真正做到了刀具的一次成型，有效地提高了刀具的生产效率，避免了多次装卡刀具引入的装卡误差。3、本发明由于在检测过程中不需要机床停转，在实际生产中也不需要另设一台专用检测仪器，因此，有效地降低了生产成本，实现了超硬刀具电加工系统的生产检测自动化。
4、本发明由于剔除了专门检测环节，程序参数的再输入环节，再次装卡环节，因此，极大地降低了操作的复杂性，易学易懂，降低了对工人的操作要求，也减少了因工人操作失误而造成不合格品的概率。本发明可以广泛用于各种超硬刀具加工过程的在线检测中。
图I是本发明检测系统示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。本发明的检测方法可以概括为以下内容当电极磨削超硬刀具一个齿的同时，通过测量探头检测其相对面的另一个齿的加工参数，检测信号输入数控系统，数控系统生成再加工程序；待所有齿加工完成之后，立即启动再加工程序返修所有不合格的齿，进而真正做到刀具的一次成型。如图I所示，本发明检测系统包括数控系统1，数控系统I连接伺服电机2和伺服电机3,伺服电机2的输出端连接电火花放电电极4,伺服电机3的输出端通过探头主轴5 连接测量探头6。测量探头6发送数据给接收器7，接收器7将数据信号通过转换器8转换后反馈给数控系统I。如图I所示，本发明检测系统的检测方法为数控系统I通过伺服电机2控制电火花放电电极4磨削待加工刀具9的加工齿10，同时数控系统I通过伺服电机3控制探头运动机构的探头主轴5带动测量探头6对对侧齿11进行参数检测，并将检测数据信号发送给接收器7，接收器7再将信号通过转换器8转换后反馈给数控系统I，数控系统I接收数据并生成再加工程序,待所有齿加工完成之后,立即将再加工程序传递给伺服电机2，带动电火花放电电极4返修所有不合格的齿，直至完成刀具9的加工成型。本发明的数控系统I基于工业PC平台，包括工业PC、位置控制卡、IO接口卡和检测接口卡，各位置控制卡通过PC总线进行控制和通信。本发明的软件基于实时多任务操作系统RT-Linux、CNC控制任务、位置检测任务和CNC系统的PLC任务组成，各任务通过CNC 主控系统进行调度和激活。本发明采用多进程的方式，控制加工运动的进程和控制测量运动的进程相互独立。本发明的电火花放电电极4和测量探头6由对应的伺服电机2和伺服电机3控制在X、 Y、Z三个方向上的进给，不同的刀具对应不同的程序和参数，其加工与运动控制由数控系统 I生成，检测结果经由PLC任务返回给CNC主控系统进行相应的操作。上述实施例中，本发明的在线检测系统灵活性很强，测量探头6可以是采用接触的检测方式来实现，也可以采用非接触式测量方式，如光斑测量、激光测量和红外测量等来实现。上述实施例中，待加工刀具9仅作一次装卡定位，即可同时进行电火花磨削和检测等工序，避免了多次装卡带来的加工误差，较离线检测大大提高了加工效率。上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
1.一种加工超硬刀具的在线检测系统，其特征在于它包括数控系统，所述数控系统连接两组伺服电机，其中一组所述伺服电机的输出端连接电火花放电电极，另一组所述伺服电机的输出端通过探头主轴连接测量探头；所述测量探头发送数据给接收器，所述接收器将数据信号通过转换器转换后反馈给数控系统。
2.一种如权利要求I所述的加工超硬刀具的在线检测系统的检测方法，其包括以下步骤数控系统通过伺服电机控制电火花放电电极磨削待加工刀具的加工齿，同时数控系统通过另一伺服电机控制探头运动机构的探头主轴带动测量探头对对侧齿进行参数检测，并将检测数据信号发送给接收器，接收器再将信号通过转换器转换后反馈给数控系统，数控系统接收数据并生成再加工程序，待所有齿加工完成之后，立即将再加工程序传递给伺服电机，带动电火花放电电极返修所有不合格的齿，直至完成刀具的加工成型。
全文摘要
本发明涉及一种加工超硬刀具的在线检测系统及检测方法，其特征在于它包括数控系统，所述数控系统连接两个伺服电机，其中一个所述伺服电机的输出端连接电火花放电电极，另一个所述伺服电机的输出端通过探头主轴连接测量探头；所述测量探头发送数据给接收器，所述接收器将数据信号通过转换器转换后反馈给数控系统。本发明由于在电极磨削超硬刀具的一个齿的同时，检测其相对面的另一个齿的加工参数是否合格，并通过本发明中的数控系统提供再加工程序，待所有齿加工完成之后，立即返修所有不合格的齿，因此，真正做到了刀具的一次成型，有效地提高了刀具的生产效率，避免了多次装卡刀具引入的装卡误差。
文档编号B23H9/08GK102601683SQ20121010208
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年1月9日
发明者何平, 史少华, 叶佩青, 方晨曦 申请人:佛山市顺德区萨锐数控电火花机研究中心, 佛山市顺德区赛锐工具有限公司, 清华大学