專利名稱：微小型數(shù)控銑床對(duì)刀裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種機(jī)床輔助裝置及其方法，具體為微小型數(shù)控銑床對(duì)刀裝置及其方法，屬于機(jī)床自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)刀裝置是應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的一種輔助裝置，在エ件的加工過程中，刀具調(diào)整等占據(jù)了加工過程中很多時(shí)間，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又不易準(zhǔn)確，最后還需要試切。另外，當(dāng)加工微小復(fù)雜零件時(shí)，對(duì)刀精度直接影響エ件表面的加工精度，因此，對(duì)刀裝置顯得尤為重要，不僅減少對(duì)刀人員的工作量，同時(shí)，提高了對(duì)刀工作效率和對(duì)刀精度。申請(qǐng)?zhí)枮?01020556328. 9的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了ー種機(jī)床對(duì)刀裝置，包括機(jī)床主軸基座、工作臺(tái)、輔助對(duì)刀塊、以及用以采集待加工エ件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的掃描儀，其中該輔助對(duì)刀塊設(shè)置于該機(jī)床工作臺(tái)，且該掃描儀連接計(jì)算機(jī)，用以信號(hào)傳輸，該計(jì)算機(jī)用以處理該點(diǎn)云數(shù)據(jù)。對(duì)刀過程中采用試切法實(shí)現(xiàn)對(duì)刀，對(duì)刀精度及對(duì)刀效率低。

發(fā)明內(nèi)容

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

所述對(duì)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(jī)A的前端，所述光源B套裝在所述CCD相機(jī)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(jī)A和所述CCD相機(jī)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(tái)上。微小型數(shù)控銑床對(duì)刀裝置的對(duì)刀方法具體步驟為步驟ー將CXD相機(jī)A和CXD相機(jī)B水平方向的像素進(jìn)行標(biāo)定，確定一個(gè)像素在X方向和Y方向的實(shí)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(dòng)調(diào)整微小型數(shù)控銑床的刀具和X向滑臺(tái)的位置，使所述刀具的刀尖碰觸激光對(duì)刀儀發(fā)出的激光，將激光對(duì)刀儀產(chǎn)生的信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，確定刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置；步驟四通過CXD相機(jī)A和CXD相機(jī)B采集水平方向上的圖像并實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上；步驟五在計(jì)算機(jī)上觀察步驟四中獲得的X方向和Y方向上實(shí)際距離的圖像，確定待加工エ件和刀具在坐標(biāo)系中的相對(duì)位置；步驟六根據(jù)步驟三中確定的刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置和步驟五中獲得的エ件和刀具在坐標(biāo)系中的相對(duì)位置數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)待加工エ件和刀具的空間位置標(biāo)定；步驟七手動(dòng)調(diào)節(jié)待加工的エ件和刀具間的距離，實(shí)現(xiàn)快速對(duì)刀。步驟一中所述的CXD相機(jī)A和CXD相機(jī)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(jī)床上相對(duì)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(duì)刀裝置及其方法，不需要刀尖與待加工的エ件實(shí)際接觸進(jìn)行試切，避免了刀尖與待加工的エ件接觸造成的誤差，結(jié)構(gòu)、原理簡(jiǎn)單，エ件加工容易，空間緊湊，對(duì)刀儀可以在實(shí)際加工轉(zhuǎn)速下輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具長(zhǎng)度、直徑、磨損、破損等實(shí)時(shí)進(jìn)行測(cè)量，以及對(duì)由于機(jī)床熱漂移造成的刀具參數(shù)變化的測(cè)量，精準(zhǔn)的確定刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，其有效的提聞了エ件的對(duì)刀精確度，對(duì)刀效率，實(shí)現(xiàn)了聞精度效率的對(duì)刀。


圖1為本發(fā)明的微小型數(shù)控銑床對(duì)刀裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的微小型數(shù)控銑床對(duì)刀方法對(duì)刀程序流程圖；其中:1、支撐塊A，2、CCD相機(jī)A，3、光源A，4、支撐塊B，5、CCD相機(jī)B，6、光源B，7、激光對(duì)刀儀，8、エ件，9、刀具，10、主軸，11、夾具，12、Z向滑臺(tái)，13、Y向滑臺(tái)，14、X向滑臺(tái)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)ー步說明。參見附圖1，本發(fā)明的微小型數(shù)控銑床對(duì)刀裝置包括CXD相機(jī)A2、CXD相機(jī)B5和激光對(duì)刀儀7和計(jì)算機(jī)；所述CXD相機(jī)A2與所述CXD相機(jī)B5成正交放置，所述CXD相機(jī)A2沿X方向采集待加工エ件8與刀具相對(duì)位置圖像，所述CXD相機(jī)B5沿Y方向采集待加工エ件8與刀具相對(duì)位置圖像，所述激光對(duì)刀儀7固定在微小型數(shù)控銑床的X向滑臺(tái)14上，所述CXD相機(jī)A2、所述CXD相機(jī)B5和所述激光對(duì)刀儀7分別與計(jì)算機(jī)連接，調(diào)整刀具11位置使刀具11的刀尖接觸所述激光對(duì)刀儀7發(fā)出的激光，所述計(jì)算機(jī)根據(jù)激光對(duì)刀儀7獲得的刀具11位置信息和CXD相機(jī)A2與CXD相機(jī)B5獲得的待加工エ件8和刀具9相對(duì)位置信息實(shí)現(xiàn)快速對(duì)刀。所述對(duì)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(jī)A2的前端，所述光源B6套裝在所述CCD相機(jī)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(jī)A2和所述CCD相機(jī)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(tái)上。微小型數(shù)控銑床對(duì)刀裝置的對(duì)刀方法具體步驟為步驟ー將CXD相機(jī)A2和CXD相機(jī)B5水平方向的像素進(jìn)行標(biāo)定，確定一個(gè)像素在X方向和Y方向的實(shí)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(dòng)調(diào)整微小型數(shù)控銑床的刀具9和X向滑臺(tái)14的位置，使所述刀具9的刀尖碰觸激光對(duì)刀儀7發(fā)出的激光，將激光對(duì)刀儀7產(chǎn)生的信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，確定刀具9在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置；步驟四通過CXD相機(jī)A2和CXD相機(jī)B5采集水平方向上的圖像并實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上；步驟五在計(jì)算機(jī)上觀察步驟四中獲得的X方向和Y方向上實(shí)際距離的圖像，確定待加工エ件8和刀具9在坐標(biāo)系中的相對(duì)位置；步驟六根據(jù)步驟三中確定的刀具9在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置和步驟五中獲得的エ件8和刀具9在坐標(biāo)系中的相對(duì)位置數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)待加工エ件8和刀具9的空間位置標(biāo)定；步驟七手動(dòng)調(diào)節(jié)待加工エ件8和刀具9間的距離，實(shí)現(xiàn)快速對(duì)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(tái)13上，Y向滑臺(tái)13垂直放置在X向滑臺(tái)14上，待加工エ件8可以在水平面上實(shí)現(xiàn)X、Y兩個(gè)方向的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，刀具9隨主軸10進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸10由夾具11裝夾在Z向滑臺(tái)12上，CXD相機(jī)A2和CXD相機(jī)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(jī)A2和CCD相機(jī)B5的前端，用以提供足夠的亮度，對(duì)待加工エ件8的端面進(jìn)行照明，使CXD相機(jī)A2和CXD相機(jī)B5拍攝的畫面更加清晰，激光對(duì)刀儀7與待加工エ件8平行放置方式，激光對(duì)刀儀7放置在X向滑臺(tái)14上，隨X向滑臺(tái)14在X方向上運(yùn)動(dòng)，Z向滑臺(tái)12帶動(dòng)主軸10向下運(yùn)動(dòng)，X向滑臺(tái)14帶動(dòng)激光對(duì)刀儀7向外運(yùn)動(dòng)，通過刀尖觸碰激光對(duì)刀儀7發(fā)出的激光，激光對(duì)刀儀進(jìn)行檢 測(cè)，激光對(duì)刀儀7產(chǎn)生的信號(hào)傳輸?shù)酵獠坑?jì)算機(jī)上，進(jìn)行刀具破損檢測(cè)、刀具自動(dòng)補(bǔ)償及刀具定位，從而進(jìn)一步確定刀具9在機(jī)床坐標(biāo)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(jī)A2和CXD相機(jī)B5進(jìn)行接收，進(jìn)行圖像處理，CXD相機(jī)A2和CXD相機(jī)B5采集到的圖像傳輸?shù)酵獠坑?jì)算機(jī)上，從而確定待加工エ件8和刀具9在機(jī)床坐標(biāo)系中相対的位置；通過計(jì)算機(jī)程序軟件對(duì)待加工エ件8和刀具9在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定X、Y、Z向間隙值與當(dāng)前刀尖的位置關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速對(duì)刀。
權(quán)利要求
1.微小型數(shù)控銑床對(duì)刀裝置，其特征在于，包括CXD相機(jī)A(2)、CXD相機(jī)B (5)和激光對(duì)刀儀(7)和計(jì)算機(jī)；所述CXD相機(jī)A (2)與所述CXD相機(jī)B (5)成正交放置，所述CXD相機(jī)A (2)沿X方向采集待加工エ件(8)與刀具(9)相對(duì)位置圖像，所述CXD相機(jī)B (5)沿Y方向采集待加工エ件(8)與刀具(9)相對(duì)位置圖像，所述激光對(duì)刀儀(7)固定在微小型數(shù)控銑床的X向滑臺(tái)(14)上，所述激光對(duì)刀儀(7)與待加工エ件(8)平行放置，調(diào)整所述刀具(9)位置使刀具(9)的刀尖碰觸所述激光對(duì)刀儀(7)發(fā)出的激光，所述CXD相機(jī)A (2)、所述CXD相機(jī)B (5)和所述激光對(duì)刀儀(7)分別與計(jì)算機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小型數(shù)控銑床對(duì)刀裝置，其特征在于，所述對(duì)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(jī)A (2)的前端，所述光源B (6)套裝在所述CXD相機(jī)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(jī)A(2)和所述CXD相機(jī)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(tái)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小型數(shù)控銑床對(duì)刀裝置的對(duì)刀方法，其特征在于，具體步驟為 步驟一將CXD相機(jī)A (2)和CXD相機(jī)B (5)水平方向的像素進(jìn)行標(biāo)定，確定一個(gè)像素在X方向和Y方向的實(shí)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(dòng)調(diào)整微小型數(shù)控銑床的刀具(9)和X向滑臺(tái)(14)的位置，使所述刀具(9)的刀尖碰觸激光對(duì)刀儀(7)發(fā)出的激光，將激光對(duì)刀儀(7)產(chǎn)生的信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，確定刀具(9)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置； 步驟四通過CXD相機(jī)A (2)和CXD相機(jī)B (5)采集水平方向上的圖像并實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上； 步驟五在計(jì)算機(jī)上觀察步驟四中獲得的X方向和Y方向上實(shí)際距離的圖像，確定待加エエ件(8)和刀具(9)在坐標(biāo)系中的相對(duì)位置； 步驟六根據(jù)步驟三中確定的刀具(9)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置和步驟五中獲得的エ件(8)和刀具(9)在坐標(biāo)系中的相對(duì)位置數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)待加工エ件(8)和刀具(9)的空間位置標(biāo)定； 步驟七手動(dòng)調(diào)節(jié)待加工的エ件(8)和刀具(9)間的距離，實(shí)現(xiàn)快速對(duì)刀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微小型數(shù)控銑床對(duì)刀方法，其特征在干，步驟一中所述的CCD相機(jī)A (2)和CXD相機(jī)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(jī)床上相對(duì)位置的圖像。
全文摘要
微小型數(shù)控銑床對(duì)刀裝置及其方法屬于機(jī)床自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)刀精度及對(duì)刀效率低的問題。包括CCD相機(jī)、光源、激光對(duì)刀儀；兩個(gè)CCD相機(jī)正交放置，兩個(gè)光源分別套在兩個(gè)CCD相機(jī)的前端，對(duì)工件進(jìn)行照明，反射后由CCD相機(jī)接收并傳輸?shù)酵獠坑?jì)算機(jī)，確定工件和刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中位置；激光對(duì)刀儀與工件平行放置，刀尖觸碰激光對(duì)刀儀發(fā)出的激光，通過激光對(duì)刀儀產(chǎn)生的信號(hào)傳輸?shù)酵獠坑?jì)算機(jī)上，進(jìn)一步確定刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置；通過計(jì)算機(jī)程序軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速對(duì)刀。本發(fā)明不需要刀尖與待加工的工件實(shí)際接觸進(jìn)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(duì)刀精確度及對(duì)刀效率。
文檔編號(hào)B23Q15/22GK103029004SQ20121057468
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)