專利名稱：用于數(shù)控機床的對刀儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)控機床領(lǐng)域，特別涉及數(shù)控機床對刀設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種用 于數(shù)控機床的對刀儀。
背景技術(shù)：
數(shù)控加工之前應(yīng)首先使機床明確零件的加工原點，以建立準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系，同時還要 考慮不同刀具尺寸和相互位置的偏差，這些都需要通過對刀來解決。對刀的準(zhǔn)確與否，直接 影響到零件的加工精度；對刀方法的處理，則直接影響數(shù)控機床的使用效率。數(shù)控機床的最 大優(yōu)點就是高效率，高精度和可重復(fù)性，選擇合適的對刀方法至關(guān)重要，根據(jù)現(xiàn)有條件和加 工精度要求選擇對刀方法，可采用試切法(即手動對刀)、ATC對刀等。
手動對刀的基礎(chǔ)是通過試切零件來對刀，采用"試切—測量—調(diào)整"的對刀模式，手動對 刀要較多地占用機床時間；ATC對刀由于操縱對刀鏡以及對刀過程還是手動操作，故仍有一 定的對刀誤差，這樣就給數(shù)控機床進行精密機械零部件加工操:作帶來了一定的困難。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種能夠進行靈活控制、結(jié)構(gòu) 簡單、制造成本低、操作快捷方便、工作性能穩(wěn)定、精度高、使用范圍較為廣泛的用于數(shù)控 機床的對刀儀。
為了實現(xiàn)上述的目的，本實用新型的用于數(shù)控機床的對刀儀具有如下構(gòu)成 該用于數(shù)控機床的對刀儀，包括殼體和殼體內(nèi)的功能電路，所述的殼體內(nèi)的功能電路通 過控制線與數(shù)控機床中的數(shù)控系統(tǒng)相連接，其主要特點是，所述的功能電路包括電源單元、 信號拾取單元和信號處理單元，所述的電源單元通過所述的信號拾取單元與所述的信號處理 單元相連接，所述的信號處理單元的輸出端與控制線相連接。
該用于數(shù)控機床的對刀儀中的信號拾取單元為槽型光電開關(guān)單元。
該用于數(shù)控機床的對刀儀中的槽型光電開關(guān)單元包括設(shè)置于一 U型槽兩側(cè)邊的發(fā)射器和 接收器，所述的發(fā)射器與接收器之間通過光耦合連接。該用于數(shù)控機床的對刀儀中的發(fā)射器為發(fā)光二極管，所述的發(fā)光二極管串接于電源和地 之間。
該用于數(shù)控機床的對刀儀中的接收器為光敏三極管，所述的光敏三極管的集電極通過第 一上拉電阻(R2)與電源相連接，且該集電極還與所述的信號處理單元的輸入端相連接，該 光敏三極管的發(fā)射極接地。
該用于數(shù)控機床的對刀儀中的信號處理單元包括開關(guān)三極管(Tl ),所述的信號拾取單元 的輸出端連接于該開關(guān)三極管(Tl)的基極，且該開關(guān)三極管(Tl)的基極通過電容(Cl) 接地，所述的開關(guān)三極管(Tl)的發(fā)射極接地，且該開關(guān)三極管(Tl)的集電極通過第二上 拉電阻(R7)與電源相連接，該開關(guān)三極管(Tl)的集電極還與所述的控制線相連接。
該用于數(shù)控機床的對刀儀中的控制線為控制信號傳輸電纜。
采用了該實用新型的用于數(shù)控機床的對刀儀，由于其能夠利用光電技術(shù)在生產(chǎn)線外對刀 具進行精密的檢測和調(diào)整，并可以自動計算各把刀的刀長與刀寬的差值，將其存入系統(tǒng)中， 在加工另外的零件的時候就只需要對標(biāo)準(zhǔn)刀，不必在機床上反復(fù)試刀，從而不占用寶貴的機 床工作時間，從而實現(xiàn)了靈活控制，而且結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，操作快捷方便，工作性能 穩(wěn)定可靠，精度較高，能夠用于加工中心和數(shù)控鏜、銑床等領(lǐng)域，使用范圍較為廣泛，為數(shù) 控機床技術(shù)的不斷普及應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。


圖1為本實用新型的刀儀殼體的整體外形結(jié)構(gòu)圖。 圖2為本實用新型的用于數(shù)控機床的對刀儀的功能模塊原理示意圖。 圖3為本實用新型的用于數(shù)控機床的對刀儀的信號拾取電路原理圖。 圖4為本實用新型的用于數(shù)控機床的對刀儀的信號處理電路原理圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細說明。 請參閱圖2至圖4所示，該用于數(shù)控機床的對刀儀，包括殼體和殼體內(nèi)的功能電路，所 述的殼體內(nèi)的功能電路通過控制線與數(shù)控機床中的數(shù)控系統(tǒng)相連接，其中，所述的功能電路 包括電源單元1、信號拾取單元2和信號處理單元3，所述的電源單元1通過所述的信號拾取 單元2與所述的信號處理單元3相連接，所述的信號處理單元3的輸出端與控制線相連接。
其中，所述的信號拾取單元2為槽型光電開關(guān)單元，該槽型光電開關(guān)單元包括設(shè)置于一 U型槽兩側(cè)邊的發(fā)射器和接收器，所述的發(fā)射器與接收器之間通過光耦合連接，所述的發(fā)射器為發(fā)光二極管，所述的發(fā)光二極管串接于電源和地之間；所述的接收器為光敏三極管，所 述的光敏三極管的集電極通過第一上拉電阻R2與電源相連接，且該集電極還與所述的信號 處理單元的輸入端相連接，該光敏三極管的發(fā)射極接地。
該用于數(shù)控機床的對刀儀中的信號處理單元包括開關(guān)三極管Tl ，所述的信號拾取單元的 輸出端連接于該開關(guān)三極管Tl的基極，且該開關(guān)三極管Tl的基極通過電容C1接地，所述 的開關(guān)三極管Tl的發(fā)射極接地，且該開關(guān)三極管Tl的集電極通過第二上拉電阻R7與電源 相連接，該開關(guān)三極管Tl的集電極還與所述的控制線相連接；同時，該控制線為控制信號傳 輸電纜。
在實際應(yīng)用當(dāng)中，該用于數(shù)控機床的對刀儀所必需的殼體，它主要有三部分組成第一 是底座，它起固定作用，可以把對刀儀固定在機床上；第二是兩個直徑不同的連體空心立柱， 直徑小的立柱的上部設(shè)置有開口；直徑大的立柱放置在底座的上面，立柱里面用于放置所需 的電路板，直徑大的立柱的側(cè)壁設(shè)置一個小孔，當(dāng)作出線孔；第三是用于測量功能的接觸頭， 該接觸頭安置在小立柱上部的開口處，可以上下移動；所述接觸頭下部是擋片，擋片可以在 光電開關(guān)中移動，充當(dāng)檢測物的角色；接觸頭下部套設(shè)有彈簧，彈簧卡在擋片的中部。刀儀 殼體的整體外形結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖1所示。
該用于數(shù)控機床的對刀儀的將對刀時刀具與對刀儀接觸的狀態(tài)信號輸出的專用電路，主 要有信號拾取單元2、電源單元l、信號處理單元3等組成，所述的信號拾取單元中所需要的 元器件為槽型光電開關(guān)H21A3，所述的槽型光電開關(guān)與殼體中的探頭共同作用產(chǎn)生對刀信號。
所述的信號處理單元中所需要的集電極開路門電路，所述的集電極開路門電路加上拉電 阻和電源能將開關(guān)電平作為高低電平；所述的專用電纜作為信號傳輸?shù)妮d體將對刀信號經(jīng)過 集電極開路門電路輸出至機床的數(shù)控系統(tǒng)。
請參閱圖2所示，其為數(shù)控機床的對刀儀的功能模塊原理圖，主要包括電源單元1,用 于給整個系統(tǒng)提供所需的電源；信號拾取單元2，用于拾取機床加工時所需要的對刀信號(或 超程報警信號)；信號處理單元3，用于對輸出信號進行處理，以得到我們所需要的對刀信號。 系統(tǒng)工作原理如下所示下壓對刀儀的接觸頭之前，槽式光電開關(guān)的輸出狀態(tài)是常開的，可 測得對刀信號和超程報警信號是高電平。下壓對刀儀的接觸頭，當(dāng)其探頭通過第一個光電開 關(guān)時，就可以拾取對刀信號，該對刀信號經(jīng)過集電極開路門電路并通過專用電纜輸出至機床 的數(shù)控系統(tǒng)，用戶結(jié)合專用的控制程序就可以實現(xiàn)自動對刀功能，這時候的對刀信號是低電 平。如果對刀時刀具下壓的過快，而且控制程序來不及迅速反應(yīng)，當(dāng)對刀儀接觸頭的探頭達 到第二個光電開關(guān)時可以拾取超程報警信號，通過控制程序解除本次對刀，而重新下一次對刀，這樣起到保護對刀儀或刀具的作用。最后為保證對刀儀電路的安全，在輸出信號的端口 采用光藕元件對信號進行隔離。
再請參閱圖3所示，其為對刀儀的信號拾取電路原理圖，圖中主要的部分就是兩個槽式 光電開關(guān)H21A3,它具有低成本、高IC (ON)等特點。槽式光電開關(guān)是一種集發(fā)射器和接 受器為一體的傳感器，其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測 物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)量信號。槽式光電開關(guān)比較適合檢測 高速運動的物體，并且它能分辨透明與半透明物體，使用安全可靠。其輸出狀態(tài)分常開和常 閉，當(dāng)無檢測物體時，常開型的光電開關(guān)所接通的負載由于光電開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截 止而不工作，當(dāng)檢測到物體時，晶體管導(dǎo)通，負載得電工作。
再請參閱圖4所示，其為信號處理電路，對信號拾取電路所產(chǎn)生的對刀信號進行處理， 通過集電極開路門電路輸出。三極管除了有對電流放大作用外，還有開關(guān)作用(即通、斷作 用)，當(dāng)基極加上正偏壓時，NPN型三極管即導(dǎo)通處于飽和狀態(tài)，反之，三極管就不導(dǎo)通。 OC門，即集電極開路門電路，必須外界上拉電阻和電源才能將開關(guān)電平作為高低電平用。
采用了上述的用于數(shù)控^L床的對刀儀，由于其能夠利用光電技術(shù)在生產(chǎn)線外對刀具進行 精密的檢測和調(diào)整，并可以自動計算各把刀的刀長與刀寬的差值，將其存入系統(tǒng)中，在加工 另外的零件的時候就只需要對標(biāo)準(zhǔn)刀，不必在機床上反復(fù)試刀，從而不占用寶貴的機床工作 時間，從而實現(xiàn)了靈活控制，而且結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，操作快捷方便，工作性能穩(wěn)定可 靠，精度較高，能夠用于加工中心和數(shù)控鏜、銑床等領(lǐng)域，使用范圍較為廣泛，為數(shù)控機床 技術(shù)的不斷普及應(yīng)用奠定了堅實的勤出。
在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認為是說明性 的而非限制性的。
權(quán)利要求1、一種用于數(shù)控機床的對刀儀，包括殼體和殼體內(nèi)的功能電路，所述的殼體內(nèi)的功能電路通過控制線與數(shù)控機床中的數(shù)控系統(tǒng)相連接，其特征在于，所述的功能電路包括電源單元、信號拾取單元和信號處理單元，所述的電源單元通過所述的信號拾取單元與所述的信號處理單元相連接，所述的信號處理單元的輸出端與控制線相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于數(shù)控機床的對刀儀，其特征在于，所述的信號拾取單元為 槽型光電開關(guān)單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于數(shù)控機床的對刀儀，其特征在于，所述的槽型光電開關(guān)單 元包括設(shè)置于一 U型槽兩側(cè)邊的發(fā)射器和接收器，所述的發(fā)射器與接收器之間通過光耦合連 接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于數(shù)控機床的對刀儀，其特征在于，所述的發(fā)射器為發(fā)光二 極管，所述的發(fā)光二極管串接于電源和地之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于數(shù)控機床的對刀儀，其特征在于，所述的接收器為光敏三 極管，所述的光敏三極管的集電極通過第一上拉電阻(R2)與電源相連接，且該集電極還與 所述的信號處理單元的輸入端相連接，該光敏三極管的發(fā)射極接地。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于數(shù)控機床的對刀儀，其特征在于，所述的信號處理單元包 括開關(guān)三極管(Tl),所述的信號拾取單元的輸出端連接于該開關(guān)三極管(Tl)的基極，且 該開關(guān)三極管(Tl)的基極通過電容(Cl)接地，所述的開關(guān)三極管(Tl)的發(fā)射極接地， 且該開關(guān)三極管(Tl )的集電極通過第二上拉電阻(R7)與電源相連接，該開關(guān)三極管(Tl ) 的集電極還與所述的控制線相連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于數(shù)控才幾床的對刀儀，其特征在于，所述的控制線為控制信 號傳輸電纜。
專利摘要本實用新型涉及一種用于數(shù)控機床的對刀儀，包括殼體和殼體內(nèi)的功能電路，殼體內(nèi)的功能電路通過控制線與數(shù)控機床中的數(shù)控系統(tǒng)連接，其中功能電路包括電源單元、信號拾取單元和信號處理單元，電源單元通過信號拾取單元與信號處理單元連接，信號處理單元的輸出端與控制線連接。采用該種結(jié)構(gòu)的用于數(shù)控機床的對刀儀，由于其能夠利用光電技術(shù)在生產(chǎn)線外對刀具進行精密的檢測和調(diào)整，并可以自動計算各把刀的刀長與刀寬的差值，將其存入系統(tǒng)中，在加工另外的零件的時候就只需要對標(biāo)準(zhǔn)刀，不必在機床上反復(fù)試刀，從而不占用寶貴的機床工作時間，從而實現(xiàn)了靈活控制，而且結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，操作快捷方便，工作性能穩(wěn)定可靠，精度較高，能夠用于加工中心和數(shù)控鏜、銑床等領(lǐng)域，使用范圍較為廣泛，為數(shù)控機床技術(shù)的不斷普及應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。
文檔編號B23Q15/22GK201227752SQ20082015143
公開日2009年4月29日 申請日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者宋秀龍, 李兵建, 湯同奎, 汪永生 申請人:上海維宏電子科技有限公司