一种加工中心刀具磨损在线检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数控机床领域，具体为一种加工中心刀具磨损在线检测装置。
【背景技术】
[0002]在加工中心加工工件的过程中，刀具磨损是普遍存在的现象，刀具磨损会影响加工的工件的质量和公差，所以为了提高加工的工件质量和降低加工成本，要对刀具磨损的部分通过调节刀具的初始加工位置给予补偿。传统的刀具补偿方法为用统计分析方法定时补偿或定件补偿。所谓定时补偿为刀具工作特定时间后，根据统计的刀具磨损量对刀具进行恒定量的补偿。所谓定件补偿为刀具加工特定数量的工件后，根据统计的刀具磨损量对刀具进行恒定量的补偿。定时补偿和定件补偿设定的补偿值是恒定的，但是由于加工环境或者刀具的个体差别等因素的影响，这种刀具补偿方式往往并不能精确，经常出现过量补偿或者补偿不足的现象。
[0003]能够根据目测的刀具磨损程度，采用测量组件对刀具随时进行位置检测，并计算出刀具磨损量，然后加工中心根据磨损量对刀具进行智能补偿，能够做到精确补偿，解决了定时补偿和定量补偿导致的补偿不精确问题，但是测量组件设置在工作台上，加工中心加工工件过程中切削肩或者切削液会迸溅到测量组件上，对其造成破坏，从而影响检测精度。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型针对测量组件容易被切削肩或切削液破坏而影响检测精度的问题，而研究设计一种加工中心刀具磨损在线检测装置。本实用新型通过在工作台一角设置测量组件，在测量刀具位置完成后，将磁力防护罩手动罩在测量组件以保护测量组件。
[0005]本实用新型的技术手段如下:
[0006]本实用新型的目的在于公开1、一种加工中心刀具磨损在线检测装置，其特征在于，所述装置包括固定在工作台上，用于测量刀具在X、Y、Z方向的位置的测量组件;所述测量组件设置在工作台的一角，所述测量组件包括支座和对刀传感器;所述支座固定在工作台上，所述对刀传感器设置在所述支座的上端;所述对刀传感器包括X向对刀面、Y向对刀面和Z向对刀面;移动工作台和主轴箱使对刀传感器和刀具相互靠近并接触相应的对刀面以测量刀具的位置;所述装置还包括用于保护测量组件不受切削肩破坏的磁力防护罩;所述磁力防护罩在测量组件测量刀具位置完毕后手动罩在测量组件外部，且吸附在工作台上。
[0007]与现有技术比较，本实用新型所述的加工中心刀具磨损在线检测与智能补偿装置具有以下有益效果:
[0008]1、磁力防护罩能够防止加工中心切削工件时的切削肩或者切削液对测量组件造成破坏而影响测量精度。
[0009]2、对刀传感器设置在工作台的一角，跟随工作台移动，能够在线随时检测刀具的磨损量，且不影响工件的安装和加工。
[0010]3、对刀传感器具有三个对刀方向，能够分别在Χ、Υ、Ζ向测量刀具的位置，且对刀具在X向和Y向的磨损量求平均值，加工中心根据刀具磨损量对刀具进行智能补偿，刀具补偿更精确。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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获得其他的附图。
[0012]图1为本实用新型实施例在非测量状态下主视图；
[0013]图2为本实用新型实施例在非测量状态下俯视图；
[0014]图3为本实用新型实施例测量刀具在Z向位置时示意图；
[0015]图4为本实用新型实施例测量刀具在Y向位置时示意图；
[0016]图5为本实用新型实施例测量刀具在X向位置时示意图。
[0017]图中:1、底座，2、Z向导轨，3、主轴箱，4、主轴，5、刀具，6、磁力防护罩，7、支座，8、对刀传感器，80、Z向对刀面，81、￥向对刀面，82、乂向对刀面，9、乂向导轨，10、￥向导轨，11、工作台ο
【具体实施方式】
[0018]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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做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。
[0019]本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本实用新型。
[0020]如图1-图5所示，加工中心包括底座1、工作台11、主轴箱3、主轴4、刀具5，底座I上设置有X向导轨9、Y向导轨10和Z向导轨2;工作台11沿X向导轨9和Y向导轨10在水平面上移动；主轴4固定在主轴箱3内，主轴4的下端固定刀具5，其中，刀具5为铣刀；主轴箱3沿Z向导轨2移动。测量组件包括设置在工作台11的一角，用于测量刀具5在Χ、Υ、Ζ方向的位置。
[0021]本实用新型实施例的加工中心刀具磨损在线检测装置包括测量组件，测量组件包括支座7和对刀传感器8;支座7固定在工作台11上，对刀传感器8设置在支座7的上端;对刀传感器8包括X向对刀面82、Υ向对刀面81和Z向对刀面80;移动工作台11和主轴箱3使对刀传感器8和刀具5相互靠近并接触相应的对刀面以测量刀具5的位置，加工中心工作一段时间后，再次测量刀具5的位置，并和上次测量的数据相比较，即可计算出刀具5的磨损量，测量刀具5在Ζ、Υ、Χ向的位置示意图分别如图3-5所示。
[0022]本实用新型实施例所述的装置还包括用于保护测量组件不受破坏的磁力防护罩6;磁力防护罩6在测量组件测量刀具5位置完毕后手动罩在测量组件外部，且吸附在工作台11上。由于加工中心切削工件时，铁肩和切削液等迸溅到对刀传感器上会对其造成损害，磁力防护罩6能够防止加工中心切削工件时的切削肩或者切削液对对刀传感器其造成破坏，进而影响测量精度。
[0023]测量组件设置在工作台11的一角跟随工作台11移动，能够在线随时检测刀具5的磨损量，且不影响工件的安装和加工。
[0024]本实用新型实施例所述的加工中心刀具磨损在线检测装置的测量步骤为:
[0025]S1、拿开磁力防护罩6使测量组件露出，移动工作台11使对刀传感器8在X向和Y向靠近刀具5，然后移动主轴箱3，使刀具5在Z向靠近并接触对刀传感器8的Z向对刀面80，测量出刀具5在Z向的位置Z0;
[0026]S2、移动工作台11和主轴箱3，使刀具5接触X向对刀面82，并使刀具5低速旋转至少一周，测量刀具5在X向的位置，取最大值为Xo;
[0027]S3、移动工作台11和主轴箱3，使刀具5接触Y向对刀面81，并使刀具5低速旋转至少一周，测量刀具5在Y向的位置，取最大值为Yo;
[0028]S4、刀具5位置测量完毕后，移动工作台11使对测量组件远离刀具5，将磁力防护罩6手动罩在测量组件外部，并吸附在工作台11上；
[0029]S5、加工中心工作一段时间后，重复S1-S4，再次测量刀具5在X、Y、Z向的位置Xo、Yo和Z0 O
[0030]加工中心计算出刀具5在相应方向的磨损量ΔΧ、Δ Y和ΔΖΔ，其中，△ X = X1-X0, ΔY = Y1-Yo, Δ Z = Z1-Zo，然后，取△ X和Δ Y的平均值Λ R，加工中心根据Δ R对刀具5进行智能补偿，加工中心根据△ Z对刀具5在Z方向上进行自动智能补偿。
[0031]相对于定时补偿和定量补偿，操作人员可根据工作经验或者肉眼判断刀具的磨损程度，间隔任意时间随时检测刀具的磨损，根据磨损量操作加工中心智能补偿，使得刀具补偿量更精确。
[0032]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种加工中心刀具磨损在线检测装置，其特征在于，所述装置包括固定在工作台上，用于测量刀具在χ、γ、ζ方向的位置的测量组件;所述测量组件设置在工作台的一角，所述测量组件包括支座和对刀传感器;所述支座固定在工作台上，所述对刀传感器设置在所述支座的上端;所述对刀传感器包括X向对刀面、Y向对刀面和Z向对刀面;移动工作台和主轴箱使对刀传感器和刀具相互靠近并接触相应的对刀面以测量刀具的位置;所述装置还包括用于保护测量组件不受切削肩破坏的磁力防护罩;所述磁力防护罩在测量组件测量刀具位置完毕后手动罩在测量组件外部，且吸附在工作台上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种加工中心刀具磨损在线检测装置，所述装置包括固定在工作台上，用于测量刀具在X、Y、Z方向的位置的测量组件；测量组件包括支座和对刀传感器；支座固定在工作台上，对刀传感器设置在支座的上端；对刀传感器包括X向对刀面、Y向对刀面和Z向对刀面；所述装置还包括用于保护测量组件不受破坏的磁力防护罩；移动工作台和主轴箱使对刀传感器和刀具相互靠近并接触相应的对刀面以测量刀具的位置，加工中心工作一段时间后，再次测量刀具的位置，并和上次测量的数据相比较，计算出刀具的磨损量，加工中心的控制系统根据磨损量对刀具进行智能补偿。本实用新型能够实现刀具磨损在线随时检测，刀具智能准确补偿。
【IPC分类】B23Q17/09
【公开号】CN205309930
【申请号】CN201521076120
【发明人】邵强, 王滨, 杜元虎, 陈兴文, 孙嘉恒, 田笑梅, 王立新
【申请人】大连民族大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年12月22日