專利名稱：一種加工前測量木工pcd刀具形狀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種刀具形狀測量方法，特別是關(guān)于一種在磨削木工PCD刀具之前用非接觸式測量方式測量其準確形狀的方法。
背景技術(shù)：
P⑶螺旋刀具廣泛應(yīng)用于木材加工行業(yè)，其需求量逐年增大。磨削P⑶刀具最重要的形狀指標(biāo)是其各個切削刃的最外端需處在同一個外圓上，由于焊接時產(chǎn)生的形狀和位置偏差不可預(yù)測，所以需要在加工前測量刀片刃口的準確位置，進而得出加工所需要的軌跡。當(dāng)前所采用的測量方法均為等間距逐點測量，當(dāng)?shù)毒咔邢魅休^長時或者測量間隔較小時，由于需要測量的點數(shù)很多，這種測量方式測量效率很低。測量效率低造成了機床很大一部分時間都在進行切削前的準備工作，降低了機床有效運行時間，增加了刀具的制造成本
發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種測量效率較高的加工前測量木工PCD刀具形狀的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種加工前測量木工P⑶刀具形狀的方法，其包括以下步驟(I)設(shè)置一木工PCD刀具形狀測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、第一個伺服電機、第二個伺服電機、第三個伺服電機、第四個伺服電機、測距傳感器、控制器、I/O采集卡和待測的木工PCD刀具；所述控制系統(tǒng)內(nèi)預(yù)置有四個所述伺服電機運動軌跡控制指令；(2)控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)置的運動軌跡控制指令控制第一個伺服電機沿Z軸帶動測距傳感器移動至木工PCD刀具被檢測齒處，同時，控制系統(tǒng)控制第二個伺服電機、第三個伺服電機和第四個伺服電機帶動測距傳感器與測距傳感器做相對運動；(3)測距傳感器檢測木工PCD刀具被檢測齒表面上的第一個點，并由控制器及I/O采集卡將當(dāng)前測距傳感器檢測到的第一個點位置坐標(biāo)(Xl，Y1, Z1)返回至控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)記錄該位置坐標(biāo)；(4)根據(jù)控制系統(tǒng)內(nèi)預(yù)置的控制命令，控制第一個伺服電機帶動測距傳感器移動至被檢測齒表面上的第二個點，同時第二個伺服電機和第四個伺服電機帶動木工PCD刀具運動，并重復(fù)步驟(3)，將測距傳感器檢測到的第二個點位置坐標(biāo)(x2，y2，z2)返回至控制系統(tǒng)；(5)重復(fù)步驟(3)、步驟(4)，測距傳感器將檢測到的被檢測齒表面上第三個點位置坐標(biāo)(x3，y3, z3)返回至控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)根據(jù)所記錄的三點坐標(biāo)值，構(gòu)成被檢測齒的刀具平面，并將此平面與木工PCD刀具被檢測齒理想外端圓柱面求交線，得到木工PCD刀具被檢測齒的磨削軌跡。所述步驟(I)中，所述木工PCD刀具形狀測量系統(tǒng)內(nèi)的控制系統(tǒng)輸出端分別連接四個所述伺服電機，所述第一個伺服電機帶動所述測距傳感器沿Z軸移動，所述第二個伺服電機和第三個伺服電機分別帶動所述木工PCD刀具沿X軸、Y軸移動，所述第四個伺服電機帶動所述木工PCD刀具轉(zhuǎn)動；所述測距傳感器在所述控制器控制下，檢測所述木工PCD刀具被檢測齒，檢測結(jié)果經(jīng)所述控制器傳輸至所述I/O采集卡，所述I/O采集卡將采集到的檢測數(shù)據(jù)傳輸至所述控制系統(tǒng)。所述測距傳感器采用非接觸式測距傳感器和接觸式測距傳感器中的一種。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明由于采用測距傳感器在被檢測齒表面上檢測三點位置坐標(biāo)，并由控制系統(tǒng)記錄三點位置坐標(biāo)，三點位置坐標(biāo)構(gòu)成被檢測齒的刀具平面，將此平面與木工PCD刀具被檢測齒理想外端圓柱面求交線，得到被檢測齒的磨削軌跡。該測量方法省去了目前等間距檢測方法中單個齒多次測量，提高了測量效率。2、本發(fā)明由于測距傳感器可以采用非接觸式測距傳感器，也可以采用接觸式測距傳感器，根據(jù)測量的三點位置坐標(biāo)確定木工PCD刀具磨削時所走的切削刃曲線，使得該方法適用范圍較廣。本發(fā)明可以廣泛在刀具形狀測量中應(yīng)用。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意
圖2是本發(fā)明在檢測PCD刀具形狀時的檢測示意圖；圖3是本發(fā)明檢測P⑶刀具形狀時局部示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。如圖I、圖2所示，本發(fā)明提供一種加工前測量木工P⑶刀具形狀的方法，該方法主要是采用控制系統(tǒng)通過伺服電機驅(qū)動接觸式傳感器或非接觸式傳感器檢測被測齒面的三點位置，記錄傳感器信息，進而得到刀具齒的形狀。其包括以下步驟I)設(shè)置一木工P⑶刀具形狀測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)I、第一個伺服電機2、第二個伺服電機3、第三個伺服電機4、第四個伺服電機5、測距傳感器6、控制器7、I/O采集卡8和待測的木工P⑶刀具9。其中，控制系統(tǒng)I內(nèi)預(yù)置有四個伺服電機運動軌跡控制指令?？刂葡到y(tǒng)I輸出端分別連接第一個伺服電機2、第二個伺服電機3、第三個伺服電機4和第四個伺服電機5，第一個伺服電機2帶動測距傳感器6沿Z軸移動，以下簡稱為Z軸伺服電機；第二個伺服電機3和第三個伺服電機4分別用于帶動木工PCD刀具9沿X軸、Y軸移動，以下分別簡稱為X軸伺服電機和Y軸伺服電機；第四個伺服電機5用于帶動木工PCD刀具9進行轉(zhuǎn)動，以下簡稱為A軸伺服電機。測距傳感器6在控制器7控制下，對木工PCD刀具9被檢測齒10進行檢測，檢測結(jié)果經(jīng)控制器7傳輸至I/O采集卡8，I/O采集卡8將采集到的檢測數(shù)據(jù)傳輸至控制系統(tǒng)1，由控制系統(tǒng)I記錄四個伺服電機坐標(biāo)值。2)控制系統(tǒng)I根據(jù)預(yù)置的運動軌跡控制指令控制Z軸伺服電機2帶動測距傳感器6移動至木工P⑶刀具9被檢測齒10處，同時，控制系統(tǒng)I控制X軸、Y軸和Z軸伺服電機帶動測距傳感器6運動，使得木工P⑶刀具9和測距傳感器6做相對運動。3)如圖3所示，測距傳感器6檢測木工P⑶刀具9被檢測齒10表面上的第一個點，并由控制器7及I/O采集卡8將當(dāng)前測距傳感器6檢測到的第一個點位置坐標(biāo)(Xl，Y1, Z1)返回至控制系統(tǒng)1，由控制系統(tǒng)I記錄該位置坐標(biāo)。4)根據(jù)控制系統(tǒng)I內(nèi)預(yù)置的控制命令，控制Z軸伺服電機帶動測距傳感器6移動至被檢測齒10表面上的第二個點，同時X軸和A軸伺服電機帶動木工P⑶刀具9運動，并重復(fù)步驟3)，將測距傳感器6檢測到的第二個點位置坐標(biāo)(x2，y2, z2)返回至控制系統(tǒng)I。5)重復(fù)步驟3)、步驟4)，測距傳感器6將檢測到的被檢測齒10表面上第三個點位置坐標(biāo)(χ3，y3, z3)返回至控制系統(tǒng)1，由控制系統(tǒng)I根據(jù)所記錄的木工P⑶刀具9被檢測齒表面三點坐標(biāo)值，構(gòu)成被檢測齒的刀具平面11 (如圖2所示)，并將此平面與木工PCD刀具9被檢測齒理想外端圓柱面12求交線，可以得到木工PCD刀具9被檢測齒的磨削軌跡13。上述步驟I)中，測距傳感器6可以采用非接觸式測距傳感器，也可以采用接觸式測距傳感器。上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，各部件的連接、結(jié)構(gòu)及步驟都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個別部件的連接和結(jié)構(gòu)進行的改進 和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種加工前測量木工P⑶刀具形狀的方法，其包括以下步驟 (1)設(shè)置一木工P⑶刀具形狀測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、第一個伺服電機、第二個伺服電機、第三個伺服電機、第四個伺服電機、測距傳感器、控制器、I/o采集卡和待測的木工P⑶刀具；所述控制系統(tǒng)內(nèi)預(yù)置有四個所述伺服電機運動軌跡控制指令； (2)控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)置的運動軌跡控制指令控制第一個伺服電機沿Z軸帶動測距傳感器移動至木工PCD刀具被檢測齒處，同時，控制系統(tǒng)控制第二個伺服電機、第三個伺服電機和第四個伺服電機帶動測距傳感器與測距傳感器做相對運動； (3)測距傳感器檢測木工P⑶刀具被檢測齒表面上的第一個點，并由控制器及I/O采集卡將當(dāng)前測距傳感器檢測到的第一個點位置坐標(biāo)(Xl，yi，Z1)返回至控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)記錄該位置坐標(biāo)； (4)根據(jù)控制系統(tǒng)內(nèi)預(yù)置的控制命令，控制第一個伺服電機帶動測距傳感器移動至被檢測齒表面上的第二個點，同時第二個伺服電機和第四個伺服電機帶動木工PCD刀具運動，并重復(fù)步驟(3)，將測距傳感器檢測到的第二個點位置坐標(biāo)(x2，y2, z2)返回至控制系統(tǒng)； (5)重復(fù)步驟(3)、步驟(4)，測距傳感器將檢測到的被檢測齒表面上第三個點位置坐標(biāo)(x3，y3，z3)返回至控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)根據(jù)所記錄的三點坐標(biāo)值，構(gòu)成被檢測齒的刀具平面，并將此平面與木工PCD刀具被檢測齒理想外端圓柱面求交線，得到木工PCD刀具被檢測齒的磨削軌跡。
2.如權(quán)利要求I所述的一種加工前測量木工PCD刀具形狀的方法，其特征在于所述步驟(I)中，所述木工PCD刀具形狀測量系統(tǒng)內(nèi)的控制系統(tǒng)輸出端分別連接四個所述伺服電機，所述第一個伺服電機帶動所述測距傳感器沿Z軸移動，所述第二個伺服電機和第三個伺服電機分別帶動所述木工PCD刀具沿X軸、Y軸移動,所述第四個伺服電機帶動所述木工PCD刀具轉(zhuǎn)動；所述測距傳感器在所述控制器控制下，檢測所述木工PCD刀具被檢測齒，檢測結(jié)果經(jīng)所述控制器傳輸至所述I/O采集卡，所述I/O采集卡將采集到的檢測數(shù)據(jù)傳輸至所述控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種加工前測量木工PCD刀具形狀的方法，其特征在于所述測距傳感器采用非接觸式測距傳感器和接觸式測距傳感器中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加工前測量木工PCD刀具形狀的方法，其步驟為(1)設(shè)置包括控制系統(tǒng)、四個伺服電機、測距傳感器、控制器、I/O采集卡和待測木工PCD刀具的測量系統(tǒng)；(2)控制系統(tǒng)控制第一個伺服電機帶動測距傳感器移動至被檢測齒處，并控制第二個、第三個和第四個伺服電機帶動測距傳感器與測距傳感器做相對運動；(3)測距傳感器檢測被檢測齒表面上的第一個點，并將檢測到的第一個點位置坐標(biāo)(x1,y1,z1)返回至控制系統(tǒng)；(4)重復(fù)步驟(3)，將檢測到的第二個點位置坐標(biāo)(x2,y2,z2)返回至控制系統(tǒng)；(5)重復(fù)步驟(3)、(4)，將檢測到的第三個點位置坐標(biāo)(x3,y3,z3)返回至控制系統(tǒng)，根據(jù)所記錄的三點坐標(biāo)值，構(gòu)成被檢測齒的刀具平面，并與理想外端圓柱面求交線，得到被檢測齒的磨削軌跡。
文檔編號B24B49/02GK102825545SQ20121025843
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者何平, 葉佩青, 方晨曦, 樊文剛, 史少華 申請人:清華大學(xué), 佛山市順德區(qū)薩銳數(shù)控電火花機研究中心