一种断刀检测装置的制作方法

本实用新型涉及数控机床技术领域，具体的是一种断刀检测装置。

背景技术：

对于配备刀库的数控加工中心，在一把刀具完成加工撤回刀库时，需要对刀具完好性做检测，这对于大批量生产来说特别重要。如果刀具断裂或者异常磨损未发现，那么就会有大批量的不合格品流到下游工序，所以断刀检测很有必要。

现有技术中对刀具进行检测常采用非接触式检测方法，使用这种方法时常常会出现刀具未折断而出现误报警现象，此外，非接触式检测方法受环境因素的影响较大，例如当切削液或者冷却液过多时会引起电阻增加，致使继电器工作电压降低，直至无法工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述问题而提出一种断刀检测装置，该检测装置采用物理接触的方法，具有精度高、寿命长、不受工作环境影响等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

本实用新型提出一种断刀检测装置，所述断刀检测装置包括：支撑平台；导向筒，所述导向筒垂直设置于支撑平台之上，所述导向筒内部设有弹性回复件；撞杆，所述撞杆的一端连接于所述弹性回复件，另一端伸出所述导向筒；移动触杆，所述移动触杆设置于弹性回复件与撞杆相接之处，所述移动触杆与所述撞杆垂直设置，所述移动触杆与所述撞杆同步移动；

碰触头，所述碰触头设置于导向筒的一侧并位于移动触杆的下方；其中，所述移动触杆与碰触头之间的距离等于撞杆在导向筒内的行程。

优选的，所述弹性回复件为弹簧，所述弹簧的一端固定连接于支撑平台，另一端连接于所述撞杆。

优选的，所述导向筒内设置有用于限制撞杆的行程的阻块。

优选的，所述撞杆伸出导向筒的部分的长度大于移动触杆与碰触头之间的距离或撞杆在导向筒内的行程。

优选的，所述导向筒的周壁上沿其轴线方向设有供移动触杆移动的导向槽。

优选的，所述导向筒的另一侧设有数显距离测量器。

优选的，所述碰触头通过螺母连接于接近开关。

优选的，所述断刀检测装置还包括长方体防护框，所述支撑平台、导向筒、撞杆、移动触杆及碰触头均设置于长方体防护框之内，所述撞杆伸出所述长方体防护框的顶部。

优选的，所述断刀检测装置还包括底座及垂直设置于底座之上的支撑板，所述长方体防护框固定设于支撑板的侧面，且所述长方体防护框的顶面与所述支撑板的顶面齐平。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型采取物理接触的方法，将刀具的折断转化为可被碰触头识别的接触信号，操作简单易行，避免了传统非接触检测方法受环境因素的影响，能适用于各种冷却液的工作环境中，不会因为切削要素的改变而影响刀具状态的检测；

2.由于碰触头的识别度高，使得该检测装置的检测精度高；

3.本实用新型结构简单，各部件之间的连接稳固可靠，使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型一种断刀检测装置的主视图；

图2为本实用新型一种断刀检测装置的立体结构示意图；

图3为本实用新型一种断刀检测装置的剖视图。

其中，1-支撑平台，2-导向筒，3-弹性回复件，4-撞杆，5-移动触杆，6-碰触头，7-接近开关，8-数显距离测量器，9-长方体防护框，10-底座，11-支撑板，21-导向槽。

具体实施方式

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。

如图1-3所示，根据本实用新型的实施例，本实用新型提出一种断刀检测装置，包括支撑平台1、导向筒2、撞杆4、移动触杆5及碰触头6。

其中，支撑平台1与导向筒2配合以形成一可供撞杆4移动的空腔，具体而言，上述导向筒2成圆柱状且下端开口，类似于筛钟形状，导向筒2的开口端设置在支撑平台1之上，这样支撑平台1与导向筒2就形成了一个可供撞杆4移动的空腔。

在本实施例中，为了能够实现撞杆4在导向筒2内移动且能自动复位，导向筒2之内还设有弹性回复件3，该弹性回复件3优选为弹簧，弹簧回复件3的一端固定连接于支撑平台1，另一端连接于所述撞杆4，这样当撞杆4远离弹性回复件3的一端受到撞击或者挤压时，撞杆4就会在导向筒2内并朝着支撑平台1的方向移动，当撞击或者挤压消除时，撞杆4则会在弹性回复件3的作用下恢复到原位置。

如图1-3所示，在导向筒2的顶部开有一可供撞杆4穿过的开口，该开口的直径与撞杆的外径相匹配，自然状态下，撞杆4从开口处伸出导向筒2之外。

移动触杆5设置于弹性回复件3与撞杆4相接之处且与上述撞杆4垂直设置，将移动触杆5设置在弹性回复件3与撞杆4相接之处可使得当撞杆4在导向筒2内移动时，移动触杆5会随着撞杆4一起移动。在本实用新型一具体实施方式中，为了实现移动触杆5的平滑移动，本实用新型在导向筒2的周壁上沿其轴线方向设有供移动触杆4移动的导向槽21，移动触杆5横跨在导向槽21之内，并可沿导向槽21上下移动。

碰触头6设置在导向筒2的一侧，且位于移动触杆5的正下方，碰触头6与移动触杆5之间相隔一段距离，且该距离与撞杆4在导向筒2内的行程相等，即当撞杆4从自由状态下移动至其极限位置时，移动触杆5刚好与碰触头6相接触。为此，本实用新型通过在导向筒2内设置阻块来限制撞杆4在导向筒2内部的行程。阻块设定的位置可根据需要而定。

由此，本实用新型通过将支撑平台1、导向筒2、撞杆4、移动触杆5及碰触头6组合形成一套运动连续反应系统，该反应系统自撞杆4收到挤压时启动，继而经过撞杆4、移动触杆5之间的运动传动关系，最终将运动信息传送至碰触头6，碰触头6对撞杆4的移动距离作出判断。本实用新型就是通过上述运动系统来对刀具是否折断来进行判断的，下面将具体阐述该套装置在断刀检测中的应用。

在测量之初，将上述装置水平放置于机床的工作台面，假定撞杆4在自由状态下伸出导向筒2的长度为A，撞杆4在导向筒2的行程为B，移动触杆5距离碰触头6的距离为C，碰触头6的接收信号的范围为0～D(数值为0表示移动触杆5和碰触头6恰好接触，而D值很小)。距离值A，B，C，D之间的关系为A>B=C>D。

设该装置安装在机床工作台上某一固定位置，某一刀具对刀后，则撞杆4的撞点（撞杆4轴线与上表面的交点）在该刀具的加工坐标系的坐标系（X，Y，Z）数值均已确定。在需要对该刀具进行检测时，首先使主轴停转，再调用移动指令G00将刀具移动到起始撞击点(X1，Y1，Z1),刀尖点距离撞点调整距离为F的正上方，之后使用G01在设定下使主轴下降距离G（其中G=B+F），而此时撞杆的实际下降距离H分为两种，即H<B或H=B，最后使用移动指令将刀具移动到循环加工的起点。若刀具没有断裂时，刀具撞向撞杆4，撞杆4受力带动移动触杆5向下滑动，此时撞杆4的实际下降距离H=B，即表示移动触杆5下降到碰触头6的工作可探测范围内，此时碰触头6会向机床发出一个信号，该信号通过数控系统来生成一个可以循环启动的辅助指令，这为操作者通过按下机床上的启动按钮从而启动机械提供了先决条件，当刀具脱离撞杆4后，撞杆4在弹性回复件3的作用下，各部分动作部件复位，此时在按机床上的启动按钮时，机床便进入下已改循环；若刀具已经断裂，假设断裂长度为I(此时I>D)，则刀具在刀轴的带动下轻微撞击刀具检测装置的撞杆4时，撞杆4的时间下降距离为（B-I）>D，此次撞击接近开关没有向等待接收待启动指令的信号，这个时候机床会报警出错，警示灯红灯会闪烁，并在操作面板上显示“TXX刀具已断，请更换刀具”的提示。

由此，刀具是否断裂得到解决，在检测的整个过程当中采取物理接触的方法，将刀具的折断转化为可被碰触头6识别的接触信号，操作简单易行，避免了传统非接触检测方法受环境因素的影响，能适用于各种冷却液的工作环境中，不会因为切削要素的改变而影响刀具状态的检测。

在本实用新型的其他实施方式中，为了使本实用新型中的各种部件的连接更加稳定可靠，以及保护各种部件免受损害，断刀检测装置还包括长方体防护框9，上述支撑平台1、导向筒2、撞杆4、移动触杆5及碰触头6均设置于长方体防护框9之内，且撞杆4伸出所述长方体防护框9的顶部。同时，为了能够将该装置稳定的固定于机床的工作台面之上，本实用新型还包括底座10及垂直设置于底座10之上的支撑板11，上述长方体防护框9固定设于支撑板11的侧面，且长方体防护框9的顶面与支撑板11的顶面齐平。

另外，在导向筒2相对于碰触头6的另一侧还设有数显距离测量器8，在整个检测过程中，数显距离测量器8的显示屏上能够实时的显示撞杆4移动的距离值，将检测结果转为可视化，提高了检测精度以及简化了检测人员的难易程度。碰触头6及数显距离测量器8可固定设于长方体防护框9的侧壁，有效提高了长方体防护框9的利用率，有利于整套装置的小体积化，便于整套装置的搬运。

通过以上所述可知，撞杆4在自由状态下伸出导向筒2的顶端，作为一种优选方案，撞杆4伸出导向筒2的部分的长度大于移动触杆5与碰触头6之间的距离或撞杆4在导向筒2内的行程。这样就使得当在对刀具进行检测时，刀具不会下降至与导向筒表面相接触而造成刀具不必要的损伤。

以上对本发明各实施方式的描述是为了更好地理解本发明，其仅仅是示例性的，而非旨在对本发明进行限制。应注意，在以上描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明的发明构思的情况下，针对以上所描述的实施方式进行的各种变化和修改，均属于本发明的范围内。