一種數(shù)控車床在線檢測和智能補償?shù)毒吣p裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控車床領域，具體為一種數(shù)控車床在線檢測和智能補償?shù)毒吣p裝置及方法。
【背景技術】
[0002]刀具磨損是機械加工中普遍存在的現(xiàn)象，刀具磨損會影響加工的工件的質量和公差，所以為了提高加工的工件質量和降低加工成本，要對刀具磨損的部分通過調節(jié)刀具的初始加工位置給予補償。傳統(tǒng)的刀具補償方法為用統(tǒng)計分析方法定時補償或定件補償。所謂定時補償為刀具工作特定時間后，根據(jù)統(tǒng)計的刀具磨損量對刀具進行恒定量的補償。所謂定件補償為刀具加工特定數(shù)量的工件后，根據(jù)統(tǒng)計的刀具磨損量對刀具進行恒定量的補償。定時補償和定件補償設定的補償值是恒定的，但是由于加工環(huán)境或者刀具的個體差別等因素的影響，這種刀具補償方式往往并不能精確，經(jīng)常出現(xiàn)過量補償或者補償不足的現(xiàn)象。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明針對定時補償和定件補償?shù)牟蛔?，而研究設計一種數(shù)控車床在線檢測和智能補償?shù)毒吣p裝置及方法。本發(fā)明通過在測量臂上設置刀尖接觸傳感器隨時測量刀具的位置，通過本次測量的位置數(shù)據(jù)與上次測量的位置數(shù)據(jù)相比較來計算刀具的磨損量，數(shù)控車床根據(jù)磨損量自動補償。
[0004]本發(fā)明的一個目的在于公開一種數(shù)控車床在線檢測和智能補償?shù)毒吣p裝置，其特征在于，所述裝置包括:
[0005]設置在機床的自定心卡盤后方的測量臂安裝座，所述測量臂安裝座上具有安裝銷軸；
[0006]用于測量刀具磨損量的測量臂，所述測量臂為直角形，所述測量臂的一端與測量臂安裝座通過安裝銷軸可轉動連接，另一端具有刀尖接觸傳感器，所述刀尖接觸傳感器上具有測量刀具在X向和Z向位置的四面型探針；
[0007]用于將所述測量臂與機床加工環(huán)境隔開的測量臂隔擋件；所述測量臂隔擋件設置在所述自定心卡盤的后方，所述測量臂隔擋件上具有滑槽和測量臂存放窗口 ；
[0008]設置在滑槽中，且可在所述滑槽中移動的擋窗；所述擋窗在在所述滑槽中滑動以打開或關閉測量臂存放窗口；
[0009]以及記錄和比較刀尖接觸傳感器測得的刀具在X向和Z向的位置的數(shù)據(jù)處理單元；將刀具靠近且接觸四面型探針的對應平面，所述數(shù)據(jù)處理單元記錄測量出的刀具在X向和Z向的位置數(shù)據(jù)；刀具工作一段時間后，再次測量刀具位置，數(shù)據(jù)處理單元再次記錄刀具在X向和Z向的位置數(shù)據(jù)，然后與上次記錄的位置數(shù)據(jù)對比，計算刀具磨損量；
[0010]所述測量臂在測量刀具磨損時設置在工作位置，測量完畢后，將測量臂旋轉至測量臂收起位置，測量臂收起位置位于測量臂存放窗口的后方；通過滑動擋窗關閉測量臂存放窗口。
[0011]進一步地，所述測量臂從工作位置至收起位置旋轉90°。
[0012]進一步地，所述測量臂隔擋件為一擋板。
[0013]更進一步地，所述測量臂隔擋件為一箱體。
[0014]本發(fā)明的另一個目的在于公開一種數(shù)控車床在線檢測和智能補償?shù)毒吣p方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0015]S1:滑動擋窗以打開測量臂存放窗口，操作測量臂從收起位置旋轉并穿過測量臂存放窗口至工作位置；
[0016]S2:將刀具靠近并接觸刀尖接觸傳感器的四面型探針的對應表面，數(shù)據(jù)處理單元記錄下所述刀具在X向和Z向的位置數(shù)據(jù)；
[0017]S3:將測量臂從工作位置旋轉并穿過測量臂存放窗口至收起位置，滑動擋窗以關閉測量臂存放窗口，使測量臂與機床的加工環(huán)境隔開；
[0018]S4:刀具工作一段時間后，滑動擋窗，打開測量臂存放窗口，將測量臂從收起位置旋轉至工作位置，再次操作刀具靠近并接觸刀尖接觸傳感器的四面型探針的對應表面，所述數(shù)據(jù)處理單元再次記錄下刀具在X向和Z向的位置數(shù)據(jù)，并與上次記錄的刀具的位置數(shù)據(jù)比較，計算刀具的磨損量；
[0019]S5:機床的控制系統(tǒng)根據(jù)刀具磨損量自動補償。
[0020]與現(xiàn)有技術比較，本發(fā)明所述數(shù)控車床在線檢測和智能補償?shù)毒吣p裝置及方法具有以下有益效果:
[0021 ] 1、能夠隨時檢測刀具的磨損量，刀具磨損多少補償多少，根據(jù)磨損量精確補償。
[0022]2、對刀具的磨損量測量完成后，將測量臂從工作位置旋轉至收起位置，通過滑動擋窗以關閉測量臂存放窗口，使測量臂與機床的加工環(huán)境隔開，保護測量臂不受機床工作時切削的鐵肩和切削液等的影響，保證測量臂的測量精度。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明實施例1測量臂工作位置主視圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實施例1測量臂工作位置俯視圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實施例1測量臂收起位置主視圖；
[0027]圖4為本發(fā)明實施例1測量臂位置俯視圖；
[0028]圖5為本發(fā)明實施例2測量臂工作位置俯視圖；
[0029]圖6為本發(fā)明實施例刀具在X向位置在線檢測和智能補償控制流程圖。
[0030]圖中:1、自定心卡盤，2、測量臂安裝座，20、安裝銷軸，3、測量臂，4、刀尖接觸傳感器，5、測量臂隔擋件，50、滑槽，51、測量臂存放窗口，6、擋窗，7、刀具，8、回轉刀庫，9、X向導軌，10、X向伺服電機，11、Z向導軌，12、Z向伺服電機。
【具體實施方式】
[0031]—種數(shù)控車床在線檢測和智能補償?shù)毒吣p裝置及方法，適用于數(shù)控車床刀具磨損補償。
[0032]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0033]本發(fā)明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而非用來限制本發(fā)明。
[0034]實施例1
[0035]如圖1?圖4所示的數(shù)控車床在線檢測和智能補償?shù)毒吣p裝置包括:測量臂安裝座2、測量臂3、刀尖接觸傳感器4、測量臂隔擋件5、擋窗6和數(shù)據(jù)處理單元。
[0036]測量臂安裝座2設置在機床的自定心卡盤I后方，自定心卡盤I用來卡緊工件，測量臂安裝座2上具有安裝銷軸20。測量臂3為直角形，測量臂3的一端與測量臂安裝座2通過安裝銷軸20可轉動連接，另一端具有刀尖接觸傳感器4，刀尖接觸傳感器4上具有測量刀具7在X向和Z向位置的四面型探針。測量臂工作位置為刀尖接觸傳感器4的具有四面型探針的四個面均處于豎直狀態(tài)，刀尖接觸傳感器4位于自定心卡盤I的前方，且靠近刀具7的位置。刀具安裝在回轉刀庫8中。
[0037]當測量臂3測量刀具7在X向和Z向的位置完成后，根據(jù)需要的刀具磨損補償量補償?shù)毒?，然后機床開始加工工作，這時需要將測量臂3挪走(本發(fā)明實施例為向上旋轉測量臂90° )，以給自定心卡盤I裝夾工件提供空間。測量臂3在工作位置和收起位置均有定位機構，測量臂3的旋轉動作可為手動，也可為電動。
[0038]測量臂隔擋件5用于將測量臂3與機床加工環(huán)境隔開，由于機床切削工件時，鐵肩和切削液等迸濺到測量臂3的刀尖接觸傳感器4上會對其造成損壞，影響其測量精度。測量臂3完成測