一种应用于数控机床的刀具磨损量检测装置的制作方法

本实用新型涉及机床用刀具检测领域，更具体地说，它涉及一种应用于数控机床的刀具磨损量检测装置。

背景技术：

数控机床对工件进行钻孔加工时，先将工件固定在移动工作台上的工件夹具上，移动工作台将工件移动至数控机床的主轴下方，然后控制主轴向下移动，从而使得位于主轴下端的刀具对工件进行钻孔加工。而刀具在加工工件的过程中，经常会遇到例如刀具使用寿命到期、工件刚度较高等等一些原因导致刀具折断、磨损现象，刀具折损后若继续加工工件，那么该工件则不能达到加工要求，导致工件成批量不合格，极大增加了工件不合格率。因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种应用于数控机床的刀具磨损量检测装置，实现在工件加工前对刀具磨损量进行检测，以减少工件的不合格率。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种应用于数控机床的刀具磨损量检测装置，包括移动工作台、主轴以及固定于主轴下端的刀具，所述移动工作台竖直向上设置有安装座，所述安装座固定有竖直向上的距离传感器，用于检测与刀具下端面的间距，并输出间距检测信号，所述距离传感器连接有磨损量检测装置，所述磨损量检测装置包括，显示模块，用于显示磨损量数值；减法电路，耦接于距离传感器，用于将接收到的间距检测信号与预定值相减输出一差值信号；控制模块，耦接于减法电路与显示模块，用于接收并响应于差值信号，以向显示模块输出显示信号；以及电源单元，用于为所述磨损量检测装置提供工作电压。

通过采用上述技术方案，在移动工作台上安装一个距离传感器，使距离传感器顶面与刀具下端面的距离一定或刚好相接触，刀具磨损后距离传感器顶面与刀具下端面的间距将大于原有的间距，根据该原理来实现检测刀具是否磨损的作用；在对工件进行加工时，移动工作台开始移动，当距离传感器随着移动工作台的移动达到刀具下方时，输出一间距检测信号，减法电路则将接收到的间距检测信号与预定值相减输出一差值信号，控制模块根据差值信号计算出刀具的磨损量，并通过显示模块显示出来，从而实现了刀具磨损量的检测，且该磨损量检测装置结构和检测方式简单，制作成本低。

本实用新型进一步设置为：所述减法电路包括，参考电压生成电路，具有一第一电阻，其一端耦接于电源，另一端与一第二电阻串联后接地；其中，自第一电阻和第二电阻之间产生参考电压；减法器，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，所述同相输入端耦接于距离传感器的输出端，反相输入端耦接于参考电压，输出端输出一差值信号。

本实用新型进一步设置为：所述距离传感器的输出端与减法器的同相输入端之间串接有电压跟随器，所述电压跟随器输入端耦接于距离传感器的输出端，电压跟随器输出端耦接于减法器的同相输入端。

通过采用上述技术方案，在距离传感器的输出端与减法器的同相输入端之间串接有电压跟随器，电压跟随器能起到缓冲、隔离、提高带载能力的作用，从而使得输入到减法器同相输入端的间距检测信号更加稳定。

本实用新型进一步设置为：所述控制模块为以单片机为核心组成的控制电路。

本实用新型进一步设置为：所述距离传感器为激光距离传感器。

通过采用上述技术方案，选用激光距离传感器，使得测得数据更加精确，提高磨损量测量的精度。

本实用新型进一步设置为：所述安装座竖直向上依次开设有多个调节孔，所述距离传感器通过设置有螺栓固定于安装座，所述螺栓穿过调节孔螺纹连接于距离传感器。

通过采用上述技术方案，在安装座竖直向上依次开设有多个调节孔，螺栓穿过调节孔螺纹连接于距离传感器，从而将距离传感器固定在安装座上，当选用不同刀具时，可以调节距离传感器固定在不同高度的调节孔位置，从而适应不同规格的刀具。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：在移动工作台上安装一个距离传感器，在对工件进行加工时，移动工作台开始移动，当距离传感器随着移动工作台的移动达到刀具下方时，输出一间距检测信号，减法电路则将接收到的间距检测信号与预定值相减输出一差值信号，控制模块根据差值信号计算出刀具的磨损量，并通过显示模块显示出来，从而实现了刀具磨损量的检测，以避免因刀具磨损而使得加工精度不达标。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图，显示了整体的连接结构；

图2为图1的A部局部放大图，显示了距离传感器与安装座的连接结构；

图3为本实用新型的电路图。

图中：1、移动工作台；2、主轴；3、刀具；4、安装座；5、距离传感器；6、减法电路；7、控制模块；8、显示模块；9、参考电压生成电路；10、减法器；11、电压跟随器；12、调节孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种应用于数控机床的刀具磨损量检测装置，如图1所示，包括安装在机柜内的移动工作台1、主轴2以及固定于主轴2下端的刀具3，将工件固定于移动工作台1上，移动工作台1将工件移动至主轴2下方，控制主轴2向下移动，从而使位于主轴2下端的刀具3对工件进行加工。

如图1、图2所示，在移动工作台1靠近主轴2的一侧通过螺栓固定有安装座4，且安装座4呈竖直向上设置，在安装座4上固定有竖直朝上的距离传感器5，用于检测与刀具3下端面的间距，并输出间距检测信号；为适应不同规格的刀具3，在安装座4上竖直向上依次开设了多个调节孔12，螺栓穿过调节孔12并螺纹连接于距离传感器5，从而将距离传感器5固定于安装座4上，通过将距离传感器5固定在不同高度的调节孔12位置来调节距离传感器5的高度，从而适应不同规格的刀具3；该距离传感器5选用LDM4X系列激光距离传感器，测量精度高。

如图1、图2、图3所示，距离传感器5连接有磨损量检测装置，磨损量检测装置包括，显示模块8，用于显示磨损量数值；减法电路6，耦接于距离传感器5，用于将接收到的间距检测信号与预定值相减输出一差值信号；控制模块7，耦接于减法电路6与显示模块，用于接收并响应于差值信号，以向显示模块输出显示信号；以及电源单元，用于为磨损量检测装置提供工作电压。

其中，显示模块8为液晶显示屏，该液晶显示屏安装于机柜（图中未画出）外表面，便于使用者查看；显示模块8耦接于控制模块7的输出端，根据控制模块7输出的显示信号，以显示刀具的磨损量。

减法电路6包括，参考电压生成电路9，具有一第一电阻R1，其一端耦接于电源，另一端与一第二电阻R2串联后接地；其中，自第一电阻R1和第二电阻R2之间产生参考电压；减法器10，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，所述同相输入端耦接于距离传感器5的输出端，反相输入端耦接于参考电压，输出端输出一差值信号;且为使得输入到减法器10同相输入端的间距检测信号更加稳定，在距离传感器5的输出端与减法器10的同相输入端之间串接了一个电压跟随器11，电压跟随器11的输入端耦接于距离传感器5的输出端，其输出端耦接于减法器10的同相输入端。

本实用新型中的控制模块7为以单片机为核心组成的控制电路，本领域技术人员应当理解其工作原理，故在此不再赘诉。

本实用新型的工作原理如下：在移动工作台1上安装的距离传感器5，使距离传感器5的顶面与刀具3的下端面相距一定距离，刀具3磨损后距离传感器5顶面与刀具3下端面的间距将大于磨损前的间距，根据该原理来实现检测刀具3是否磨损；在对工件进行加工时，移动工作台1开始移动，当距离传感器5随着移动工作台1的移动达到刀具3下方时，距离传感器5输出一间距检测信号，经电压跟随器11后输入到减法器10的同相输入端，减法器10则将接收到的间距检测信号与参考电压相减输出一差值信号，控制模块7根据差值信号计算出刀具3的磨损量，并通过显示模块8显示出来，从而实现了刀具3磨损量的检测。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。