专利名称：一种五轴联动数控磨床的对刀机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械加工机床的相关辅助器具，具体是涉及一种五轴联动数 控磨床工件夹具的工件与刀具的对刀装置。
背景技术：
五轴联动数控工具磨床是一种用来磨削各种具有复杂刃口型线、高精度刀具的 精密磨床，它在机械加工业中有广泛的用途，可以用来加工各种铣刀、钻头、旋转锉(滚磨 刀)、牙钻(车针)、成型刀具、异型刀具或工件等，机床在工作时，通过数控系统可同时操纵 机器五个不同的部件作不同方向和形式的运动，来实现砂轮对工件(刀具)复杂刃口型线 的磨削，所以称谓五轴联动工具磨床。这五个运动是A轴-工件转盘的正、反旋转，B轴-工 件头架主轴的正反旋转，X轴_工件纵向往复运动，Y轴_工件横向往复运动，Z轴-砂轮轴 上下往复运动。一种五轴联动数控磨床工件夹具的对刀装置，在需要加工复杂刀具刃口型线时， 可实现工件一次装夹后连续完成工件上复杂交叉刃口空间曲线的磨削，这对提高工件的加 工精度和加工效率都有很重要的意义。在加工时，首先需要将砂轮刀具与待磨工件进行精 确对刀、定位，然后启动五轴联动数控磨床进行数控加工。为了提高使用所述五轴联动数控工具磨床的便捷和工效，提供工件的对刀装置是 非常重要的，需要达到对刀快速、准确、方便，且在磨床工作时对对刀装置具有自保护措施。
发明内容本实用新型的目的是提供在使用五轴联动数控工具磨床时一种工件夹具的对刀 装置，确保快速、准确、方便地对刀。本实用新型的目的是由如下装置结构予以实现的。一种五轴联动数控磨床的对刀机构，其特征在于在工件头架的上部固定带垂直导轨的上机架，在机架的上方配置微型电机，微型 电机的输出轴垂直向下，连接与导轨平行的丝杆，丝杆上螺纹配置滑块；滑块经物镜伸出杆横向伸出镜头托架，镜头托架配置单筒影像显微镜，单筒影像 显微镜的上部是摄像头，摄像头上设有数控连接端和显示屏连接端，分别电连接控制器和 是显示屏；单筒影像显微镜配有放大倍数调节手轮，在单筒影像显微镜的下部配置显微镜头 保护装置；所述的显微镜头保护装置为，在单筒影像显微镜的下部设置一根与物镜伸出杆平 行，可绕轴旋转的横向联动杆，联动杆的外端固定一镜头防护盖，联动杆上套置扭簧，联动 杆靠近机架侧配置凸轮，凸轮的突出端与机架上的抵压突缘接触。进一步，在所述导轨的上、下两端分别配置上行程开关和下行程开关。进一步，在所述滑块与横向伸出镜头托架之间，配置物镜伸出量调节手轮。
3[0014]进一步，所述单筒影像显微镜位于夹持在工件头架、主轴上工件的上方。进一步，所述单筒影像显微镜放大倍数为80至120。进一步，所述摄像头为CXD摄像头。采用本实用新型，工件被夹持在工件头架、主轴上，工作时由数控系统操作电机正 反转，从而带动滑块上下移动，也即带动与之相连的工件托架上下移动。对刀时，微型电 机转动，带动丝杆旋转，带动滑块、镜筒下移，下移到事先调整的位置时，电机停转，同时滑 块正好压住与镜盖相连的镜盖联杆上的凸轮，使镜盖打开，并能亮灯照射工件，同时显示 屏也启动工作，这样，放大百倍的砂轮与工件中心的对刀工作便可以开始进行(对刀误差 <0. Olmm)。当对刀工作完成后，按动系统键盘上的相应操作键，微型电机反向旋转，显微镜 筒上升，镜盖联杆在扭力弹簧的作用下自动将镜盖闭合，机床开始工作，这样就能保护显微 镜镜头在机床工作状态下免受冷却油雾的影响。显示屏如上所述，显示屏在对刀过程中，是随显微镜的开启与闭合而协调工作的。对刀装置整体由显微摄像系统，机械控制结构和显示屏三部分组成，并由数控系 统控制。装置整体安装在机床工作状态时不断变动位置的工件头架上。其中显微摄像系统由单筒影像显微镜和摄像头两部分组成，显微镜的放大倍数由 调节手轮控制，经显微镜放大的工件的图像可直接进入摄像头再显示在屏幕上进行二次放 大，其放大倍数按显示屏的大小来定。为了保护显微镜物镜在油雾工作环境下的安全，物镜 下方设有镜头防护盖，当显微镜处于对刀工作状态时，镜头防护盖靠机械控制机构自动打 开，此时工件与砂轮相对位置的图像清晰显示在屏幕上。完成对刀后，当启动加工程序时， 显微摄像系统自动退回到等待位置，同时镜头防护盖自动闭合。本装置的设计主要考虑针对用户使用上的方便性，易操作及操作的准确性，以提 高工作效率为目的。其中关键的地方是机构设计要合理，机械动作与电气控制的配合以及 镜头和摄像头的防护问题要得到很好的解决。本实用新型的优越性和有益效果本装置设计简化结构、提高精度，确保了机床功 能的实现。采用光电显微对焦大屏幕对刀装置能显著提高工件的加工精度和工作效率，并 能减少废品损失，且在对刀时能在显示屏上很大程度放大直视对刀过程，对刀结束，加工过 程时又能由镜头防护盖在弹簧力的作用下盖住镜头，保护镜头。
图1为本实用新型五轴联动数控磨床的对刀机构的一种实施方式，从水平方向观 察的结构配置示意图；图2为本实用新型五轴联动数控磨床的对刀机构的一种实施方式，滑块和单筒影 像显微镜退至上方的状态示意图；图3为五轴联动数控磨床砂轮磨屑加工工件的立体状态示意图。图中1是微型电机，2是数控连接端，3是显示屏连接端，4是摄像头，5是单筒影 像显微镜，6是放大倍数调节手轮，7是镜头防护盖，8是剖面砂轮，9是砂轮，10是工件，11 是主轴，12是工件头架，13是下行程开关，14是锁紧螺母，15是焦距微调螺钉，16是导轨， 17是上行程开关，18是镜头托架，19是丝杆，20是滑块，21是凸轮，22是物镜伸出量调节手 轮，23是联动杆，24是扭簧。
具体实施方式
以下对照附图，对本实用新型作进一步说明。一种五轴联动数控磨床的对刀机构，在工件头架12的上部固定带垂直导轨16的 上机架，在机架的上方配置微型电机1，微型电机1的输出轴垂直向下，连接与导轨16平行 的丝杆19，丝杆19上螺纹配置滑块20 ；滑块20经物镜伸出杆横向伸出镜头托架18，镜头 托架18配置单筒影像显微镜5，单筒影像显微镜5的上部是CXD摄像头4，CXD摄像头4上 设有数控连接端2和显示屏连接端3，分别电连接控制器和是显示屏；单筒影像显微镜5配 有放大倍数调节手轮6，在单筒影像显微镜5的下部配置显微镜头保护装置；所述的显微镜 头保护装置为，在单筒影像显微镜5的下部设置一根与物镜伸出杆平行，可绕轴旋转的横 向联动杆23，联动杆23的外端固定一镜头防护盖7，联动杆23上套置扭簧24，联动杆23靠 近机架侧配置凸轮21，凸轮21的突出端与机架上的抵压突缘接触。所述导轨16的上、下两端分别配置上行程开关17和下行程开关13。由上行程开 关17和下行程开关13可以实现信号监控。在所述滑块20与横向伸出镜头托架18之间，配置物镜伸出量调节手轮22。为了 更方便进行定位、对刀操作。所述单筒影像显微镜5位于夹持在工件头架12、主轴11上工件10的上方。在此 区域范围内便于对刀。所述单筒影像显微镜5放大倍数为80至120。在此放大倍数的范围内，便于观察、 对刀。所述摄像头4为CCD摄像头。CCD为电荷耦合器件(Charge Couple Device,简 称CCD)是一种金属氧化物半导体(MOS)集成电路器件。它以电荷作为信号，基本功能是进 行电荷的存储和电荷的转移。CCD以其独特的性能而发展迅速，广泛应用于自动控制和自 动测量，尤其适用于图像识别技术。CCD使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转 变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪 速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机 的处理手段，根据需要来修改图像。CXD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当 CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的 信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。因此，将此技术应用于本装置中能取得更好的效
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权利要求一种五轴联动数控磨床的对刀机构，其特征在于在工件头架(12)的上部固定带垂直导轨(16)的上机架，在机架的上方配置微型电机(1)，微型电机(1)的输出轴垂直向下，连接与导轨(16)平行的丝杆(19)，丝杆(19)上螺纹配置滑块(20)；滑块(20)经物镜伸出杆横向伸出镜头托架(18)，镜头托架(18)配置单筒影像显微镜(5)，单筒影像显微镜(5)的上部是摄像头(4)，摄像头(4)上设有数控连接端(2)和显示屏连接端(3)，分别电连接控制器和是显示屏；单筒影像显微镜(5)配有放大倍数调节手轮(6)，在单筒影像显微镜(5)的下部配置显微镜头保护装置；所述的显微镜头保护装置为，在单筒影像显微镜(5)的下部设置一根与物镜伸出杆平行，可绕轴旋转的横向联动杆(23)，联动杆(23)的外端固定一镜头防护盖(7)，联动杆(23)上套置扭簧(24)，联动杆(23)靠近机架侧配置凸轮(21)，凸轮(21)的突出端与机架上的抵压突缘接触。
2.根据权利要求1所述五轴联动数控磨床的对刀机构，其特征在于在所述导轨(16)的 上、下两端分别配置上行程开关(17)和下行程开关(13)。
3.根据权利要求1所述五轴联动数控磨床的对刀机构，其特征在于在所述滑块(20)与 横向伸出镜头托架(18)之间，配置物镜伸出量调节手轮(22)。
4.根据权利要求1所述五轴联动数控磨床的对刀机构，其特征在于所述单筒影像显微 镜(5)位于夹持在工件头架(12)、主轴(11)上工件(10)的上方。
5.根据权利要求1所述五轴联动数控磨床的对刀机构，其特征在于所述单筒影像显微 镜(5)放大倍数为80至120。
6.根据权利要求1所述五轴联动数控磨床的对刀机构，其特征在于所述摄像头(4)为 CCD摄像头。
专利摘要本实用新型涉及一种机械加工机床的相关辅助器具，一种五轴联动数控磨床的对刀机构，在工件头架(12)的上部固定带垂直导轨(16)的上机架，在机架的上方配置微型电机(1)，微型电机(1)的输出轴垂直向下连接丝杆(19)，丝杆(19)上螺纹配置滑块(20)；滑块(20)经物镜伸出杆横向伸出镜头托架(18)，镜头托架(18)配置单筒影像显微镜(5)，单筒影像显微镜(5)的上部是摄像头(4)，在单筒影像显微镜(5)的下部设置横向联动杆(23)，联动杆(23)的外端固定一镜头防护盖(7)，联动杆(23)靠近机架侧配置凸轮(21)，凸轮(21)的突出端与机架上的抵压突缘接触。本装置设计简化结构、显著提高工件的加工精度和工作效率，并能减少废品损失，能保护显微镜(5)镜头。
文档编号B24B3/00GK201736080SQ20102019302
公开日2011年2月9日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者李建春, 许国钦, 陈昌汇 申请人:上海诺法机械设备有限公司