專利名稱：微小型數(shù)控銑床對刀裝置及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種機床輔助裝置及其方法，具體為微小型數(shù)控銑床對刀裝置及其方法，屬于機床自動控制技術領域。
背景技術：
對刀裝置是應用于數(shù)控機床的一種輔助裝置，在エ件的加工過程中，刀具調整等占據(jù)了加工過程中很多時間，既費時費力，又不易準確，最后還需要試切。另外，當加工微小復雜零件時，對刀精度直接影響エ件表面的加工精度，因此，對刀裝置顯得尤為重要，不僅減少對刀人員的工作量，同時，提高了對刀工作效率和對刀精度。申請?zhí)枮?01020556328. 9的中國專利申請公開了ー種機床對刀裝置，包括機床主軸基座、工作臺、輔助對刀塊、以及用以采集待加工エ件的點云數(shù)據(jù)的掃描儀，其中該輔助對刀塊設置于該機床工作臺，且該掃描儀連接計算機，用以信號傳輸，該計算機用以處理該點云數(shù)據(jù)。對刀過程中采用試切法實現(xiàn)對刀，對刀精度及對刀效率低。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提出ー種微小型數(shù)控銑床對刀裝置及其方法，解決現(xiàn)有技術中對刀精度及對刀效率低的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的微小型數(shù)控銑床對刀裝置包括CXD相機A、CXD相機B和激光對刀儀和計算機；所述CXD相機A與所述CXD相機B成正交放置，所述CXD相機A沿X方向采集待加工エ件與刀具相對位置圖像，所述CCD相機B沿Y方向采集待加工エ件與刀具相對位置圖像，所述激光對刀儀固定在微小型數(shù)控銑床的X向滑臺上，所述激光對刀儀與待加工エ件平行放置，調整所述刀具位置使刀具的刀尖碰觸所述激光對刀儀發(fā)出的激光，所述CCD相機A、所述CCD相機B和所述激光對刀儀分別與計算機連接。

所述對刀裝置還包括光源A、光源B、支撐塊A和支撐塊B ;所述光源A套裝在所述CCD相機A的前端，所述光源B套裝在所述CCD相機B的前端，所述光源A和所述光源B發(fā)出的光線照射在微小型數(shù)控銑床待加工エ件端面，所述CCD相機A和所述CCD相機B分別固定在所述支撐塊A和所述支撐塊B上，所述支撐塊A和所述支撐塊B固定在微小型數(shù)控銑床的工作臺上。微小型數(shù)控銑床對刀裝置的對刀方法具體步驟為步驟ー將CXD相機A和CXD相機B水平方向的像素進行標定，確定一個像素在X方向和Y方向的實際距離；步驟ニ 開啟光源A和光源B使其發(fā)出的光線照射至待加工的エ件的表面；步驟三手動調整微小型數(shù)控銑床的刀具和X向滑臺的位置，使所述刀具的刀尖碰觸激光對刀儀發(fā)出的激光，將激光對刀儀產(chǎn)生的信號傳輸?shù)接嬎銠C上，確定刀具在機床坐標系中的位置；步驟四通過CXD相機A和CXD相機B采集水平方向上的圖像并實時傳輸?shù)接嬎銠C上；步驟五在計算機上觀察步驟四中獲得的X方向和Y方向上實際距離的圖像，確定待加工エ件和刀具在坐標系中的相對位置；步驟六根據(jù)步驟三中確定的刀具在機床坐標系中的位置和步驟五中獲得的エ件和刀具在坐標系中的相對位置數(shù)據(jù)實現(xiàn)對待加工エ件和刀具的空間位置標定；步驟七手動調節(jié)待加工的エ件和刀具間的距離，實現(xiàn)快速對刀。步驟一中所述的CXD相機A和CXD相機B采集的水平方向上的圖像具體指待加エ的エ件與刀具在機床上相對位置的圖像。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的微小型數(shù)控銑床對刀裝置及其方法，不需要刀尖與待加工的エ件實際接觸進行試切，避免了刀尖與待加工的エ件接觸造成的誤差，結構、原理簡單，エ件加工容易，空間緊湊，對刀儀可以在實際加工轉速下輕松實現(xiàn)對刀具長度、直徑、磨損、破損等實時進行測量，以及對由于機床熱漂移造成的刀具參數(shù)變化的測量，精準的確定刀具在機床坐標系中的位置，其有效的提聞了エ件的對刀精確度，對刀效率，實現(xiàn)了聞精度效率的對刀。


圖1為本發(fā)明的微小型數(shù)控銑床對刀裝置結構示意圖；圖2為本發(fā)明的微小型數(shù)控銑床對刀方法對刀程序流程圖；其中:1、支撐塊A，2、CCD相機A，3、光源A，4、支撐塊B，5、CCD相機B，6、光源B，7、激光對刀儀，8、エ件，9、刀具，10、主軸，11、夾具，12、Z向滑臺，13、Y向滑臺，14、X向滑臺。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進ー步說明。參見附圖1，本發(fā)明的微小型數(shù)控銑床對刀裝置包括CXD相機A2、CXD相機B5和激光對刀儀7和計算機；所述CXD相機A2與所述CXD相機B5成正交放置，所述CXD相機A2沿X方向采集待加工エ件8與刀具相對位置圖像，所述CXD相機B5沿Y方向采集待加工エ件8與刀具相對位置圖像，所述激光對刀儀7固定在微小型數(shù)控銑床的X向滑臺14上，所述CXD相機A2、所述CXD相機B5和所述激光對刀儀7分別與計算機連接，調整刀具11位置使刀具11的刀尖接觸所述激光對刀儀7發(fā)出的激光，所述計算機根據(jù)激光對刀儀7獲得的刀具11位置信息和CXD相機A2與CXD相機B5獲得的待加工エ件8和刀具9相對位置信息實現(xiàn)快速對刀。所述對刀裝置還包括光源A3、光源B6、支撐塊Al和支撐塊B4 ;所述光源A3套裝在所述CCD相機A2的前端，所述光源B6套裝在所述CCD相機B5的前端，所述光源A3和所述光源B6發(fā)出的光線照射在微小型數(shù)控銑床待加工エ件8端面，所述CCD相機A2和所述CCD相機B5分別固定在所述支撐塊Al和所述支撐塊B4上，所述支撐塊Al和所述支撐塊B4固定在微小型數(shù)控銑床的工作臺上。微小型數(shù)控銑床對刀裝置的對刀方法具體步驟為步驟ー將CXD相機A2和CXD相機B5水平方向的像素進行標定，確定一個像素在X方向和Y方向的實際距離；
步驟ニ 開啟光源A3和光源B6使其發(fā)出的光線照射至待加工的エ件8的表面；步驟三手動調整微小型數(shù)控銑床的刀具9和X向滑臺14的位置，使所述刀具9的刀尖碰觸激光對刀儀7發(fā)出的激光，將激光對刀儀7產(chǎn)生的信號傳輸?shù)接嬎銠C上，確定刀具9在機床坐標系中的位置；步驟四通過CXD相機A2和CXD相機B5采集水平方向上的圖像并實時傳輸?shù)接嬎銠C上；步驟五在計算機上觀察步驟四中獲得的X方向和Y方向上實際距離的圖像，確定待加工エ件8和刀具9在坐標系中的相對位置；步驟六根據(jù)步驟三中確定的刀具9在機床坐標系中的位置和步驟五中獲得的エ件8和刀具9在坐標系中的相對位置數(shù)據(jù)實現(xiàn)對待加工エ件8和刀具9的空間位置標定；步驟七手動調節(jié)待加工エ件8和刀具9間的距離，實現(xiàn)快速對刀。本發(fā)明的具體操作過程為待加工エ件8放在Y向滑臺13上，Y向滑臺13垂直放置在X向滑臺14上，待加工エ件8可以在水平面上實現(xiàn)X、Y兩個方向的復合運動，刀具9隨主軸10進行轉動，主軸10由夾具11裝夾在Z向滑臺12上，CXD相機A2和CXD相機B5成正交放置方式，分別放在支撐塊Al和支撐塊B4上，光源A3和光源B6分別套在所述CCD相機A2和CCD相機B5的前端，用以提供足夠的亮度，對待加工エ件8的端面進行照明，使CXD相機A2和CXD相機B5拍攝的畫面更加清晰，激光對刀儀7與待加工エ件8平行放置方式，激光對刀儀7放置在X向滑臺14上，隨X向滑臺14在X方向上運動，Z向滑臺12帶動主軸10向下運動，X向滑臺14帶動激光對刀儀7向外運動，通過刀尖觸碰激光對刀儀7發(fā)出的激光，激光對刀儀進行檢 測，激光對刀儀7產(chǎn)生的信號傳輸?shù)酵獠坑嬎銠C上，進行刀具破損檢測、刀具自動補償及刀具定位，從而進一步確定刀具9在機床坐標系中的位置；光源A3和光源B6發(fā)射出的光線照在待加工エ件8的端面，通過反射后由CXD相機A2和CXD相機B5進行接收，進行圖像處理，CXD相機A2和CXD相機B5采集到的圖像傳輸?shù)酵獠坑嬎銠C上，從而確定待加工エ件8和刀具9在機床坐標系中相対的位置；通過計算機程序軟件對待加工エ件8和刀具9在機床坐標系中的位置數(shù)據(jù)進行處理，確定X、Y、Z向間隙值與當前刀尖的位置關系，進而實現(xiàn)快速對刀。
權利要求
1.微小型數(shù)控銑床對刀裝置，其特征在于，包括CXD相機A(2)、CXD相機B (5)和激光對刀儀(7)和計算機；所述CXD相機A (2)與所述CXD相機B (5)成正交放置，所述CXD相機A (2)沿X方向采集待加工エ件(8)與刀具(9)相對位置圖像，所述CXD相機B (5)沿Y方向采集待加工エ件(8)與刀具(9)相對位置圖像，所述激光對刀儀(7)固定在微小型數(shù)控銑床的X向滑臺(14)上，所述激光對刀儀(7)與待加工エ件(8)平行放置，調整所述刀具(9)位置使刀具(9)的刀尖碰觸所述激光對刀儀(7)發(fā)出的激光，所述CXD相機A (2)、所述CXD相機B (5)和所述激光對刀儀(7)分別與計算機連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的微小型數(shù)控銑床對刀裝置，其特征在于，所述對刀裝置還包括光源A (3)、光源B (6)、支撐塊A (I)和支撐塊B (4);所述光源A (3)套裝在所述CXD相機A (2)的前端，所述光源B (6)套裝在所述CXD相機B (5)的前端，所述光源A (3)和所述光源B (6)發(fā)出的光線照射在微小型數(shù)控銑床待加工エ件(8)端面，所述CCD相機A(2)和所述CXD相機B (5)分別固定在所述支撐塊A (I)和所述支撐塊B (4)上，所述支撐塊A (I)和所述支撐塊B (4)固定在微小型數(shù)控銑床的工作臺上。
3.根據(jù)權利要求1所述的微小型數(shù)控銑床對刀裝置的對刀方法，其特征在于，具體步驟為 步驟一將CXD相機A (2)和CXD相機B (5)水平方向的像素進行標定，確定一個像素在X方向和Y方向的實際距離； 步驟ニ開啟光源A (3)和光源B (6)使其發(fā)出的光線照射至待加工エ件(8)的表面； 步驟三手動調整微小型數(shù)控銑床的刀具(9)和X向滑臺(14)的位置，使所述刀具(9)的刀尖碰觸激光對刀儀(7)發(fā)出的激光，將激光對刀儀(7)產(chǎn)生的信號傳輸?shù)接嬎銠C上，確定刀具(9)在機床坐標系中的位置； 步驟四通過CXD相機A (2)和CXD相機B (5)采集水平方向上的圖像并實時傳輸?shù)接嬎銠C上； 步驟五在計算機上觀察步驟四中獲得的X方向和Y方向上實際距離的圖像，確定待加エエ件(8)和刀具(9)在坐標系中的相對位置； 步驟六根據(jù)步驟三中確定的刀具(9)在機床坐標系中的位置和步驟五中獲得的エ件(8)和刀具(9)在坐標系中的相對位置數(shù)據(jù)實現(xiàn)對待加工エ件(8)和刀具(9)的空間位置標定； 步驟七手動調節(jié)待加工的エ件(8)和刀具(9)間的距離，實現(xiàn)快速對刀。
4.根據(jù)權利要求3所述的微小型數(shù)控銑床對刀方法，其特征在干，步驟一中所述的CCD相機A (2)和CXD相機B (5)采集的水平方向上的圖像具體指待加工エ件(8)與刀具(9)在機床上相對位置的圖像。
全文摘要
微小型數(shù)控銑床對刀裝置及其方法屬于機床自動控制技術領域，目的在于解決現(xiàn)有技術對刀精度及對刀效率低的問題。包括CCD相機、光源、激光對刀儀；兩個CCD相機正交放置，兩個光源分別套在兩個CCD相機的前端，對工件進行照明，反射后由CCD相機接收并傳輸?shù)酵獠坑嬎銠C，確定工件和刀具在機床坐標系中位置；激光對刀儀與工件平行放置，刀尖觸碰激光對刀儀發(fā)出的激光，通過激光對刀儀產(chǎn)生的信號傳輸?shù)酵獠坑嬎銠C上，進一步確定刀具在機床坐標系中的位置；通過計算機程序軟件進行數(shù)據(jù)處理，進而實現(xiàn)快速對刀。本發(fā)明不需要刀尖與待加工的工件實際接觸進行試切，避免了刀尖與待加工的工件接觸造成的誤差，提高了工件的對刀精確度及對刀效率。
文檔編號B23Q15/22GK103029004SQ20121057468
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權日2012年12月26日
發(fā)明者許金凱, 于化東, 王曉冶, 于占江, 丁戧, 李一全, 張留新, 陳爽 申請人:長春理工大學