车床数控切削刀具磨损调节装置
阅读说明：本技术 车床数控切削刀具磨损调节装置 (Wear adjusting device for lathe numerical control cutting tool ) 是由 刘先建 刘晓鑫 罗成 陈生 于 2021-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了车床数控切削刀具磨损调节装置,属于车床加工技术领域。本发明包括刀盘、刀具磨损检测装置、刀具位置调整装置、控制器和车床,所述刀具磨损检测装置包括支撑架、滑块、固定折叠板和对照仪,所述支撑架固定安装在所述刀盘的外侧,所述滑块滑动安装在所述支撑架的一侧,所述固定折叠板固定安装在所述滑块的一侧,所述对照仪固定安装在所述固定折叠板的一端,支撑架用于配合滑块对固定折叠板进行支撑,固定折叠板用于带动对照仪进行折叠,避免未处于工作状态的对照仪与其它物体发生碰撞,造成损坏,对照仪用于对刀具的磨损状态进行检测,所述刀盘的一侧开有刀具安装槽,所述刀具安装槽的内腔一侧滚动安装有刀具固定件。(The invention discloses a wear adjusting device for a numerically controlled cutting tool of a lathe, and belongs to the technical field of lathe machining. The invention comprises a cutter head, a cutter abrasion detection device, a cutter position adjusting device, a controller and a lathe, the cutter wear detection device comprises a support frame, a sliding block, a fixed folding plate and a contrast instrument, wherein the support frame is fixedly arranged on the outer side of the cutter head, the sliding block is arranged at one side of the supporting frame in a sliding way, the fixed folding plate is fixedly arranged at one side of the sliding block, the contrast instrument is fixedly arranged at one end of the fixed folding plate, the support frame is used for supporting the fixed folding plate in a manner of being matched with the slide block, the fixed folding plate is used for driving the contrast instrument to be folded, the damage caused by collision between the contrast instrument which is not in a working state and other objects is avoided, the contrast instrument is used for detecting the wear state of the cutter, a cutter mounting groove is formed in one side of the cutter head, and a cutter fixing piece is arranged on one side of an inner cavity of the cutter mounting groove in a rolling mode.)
技术领域
本发明涉及车床加工
技术领域
，具体为车床数控切削刀具磨损调节装置。背景技术
随着汽车、航空航天、能源、医学、新材料、新技术的不断发展，刀具正在向复合化、特殊化、高速化、高精密、品种多元化等趋势发展，然而刀具在磨损之后，将会出现工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生振动，不能继续正常切削的现象。
现有的车床数控装置在对刀具的磨损情况进行检测时，检测效果较差，检测后的刀具磨损情况与刀具实际磨损情况存在较大差异，使得在对加工零件进行加工时，制备出的加工零件不满足加工需求，降低了加工零件的合格率，以及刀具在发生磨损后未对刀具的位置进行重新调整，使得零件在加工过程中对零件的二次加工时间较长，降低了零件加工效率，以及刀具磨损检测装置在对刀具的磨损情况进行检测后未对检测装置进行保护，使得零件加工时产生的废屑对检测装置造成损害，增加检测成本。
所以，人们需要一种车床数控切削刀具磨损调节装置来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供车床数控切削刀具磨损调节装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括刀盘、刀具磨损检测装置、刀具位置调整装置、控制器和车床，所述刀具磨损检测装置包括支撑架、滑块、固定折叠板和对照仪，所述支撑架固定安装在所述刀盘的外侧，所述滑块滑动安装在所述支撑架的一侧，所述固定折叠板固定安装在所述滑块的一侧，所述对照仪固定安装在所述固定折叠板的一端，支撑架用于配合滑块对固定折叠板进行支撑，固定折叠板用于带动对照仪进行折叠，避免未处于工作状态的对照仪与其它物体发生碰撞，造成损坏，对照仪用于对刀具的磨损状态进行检测。
进一步的，所述刀盘的一侧开有刀具安装槽，所述刀具安装槽的内腔一侧滚动安装有刀具固定件，所述刀具固定件的内腔固定安装有刀具，所述刀具安装槽的内腔开有固定槽，刀盘用于配合刀具固定件对刀具进行安装固定，刀具用于对加工零件进行加工，固定槽用于安装齿轮条。
进一步的，所述对照仪在对刀具的磨损情况进行检测时具体的检测方法为：
Step：将对照仪通过固定折叠板和滑块运动至刀具所在的位置；
Step：启动对照仪对刀具的磨损情况进行检测；
Step：根据刀具刀尖所在位置构建坐标系，并将刀具边界上的点通过坐标进行记录，并将坐标信息传输至数据库；
Step：刀具在每次使用后，都需要使用对照仪对刀具的磨损情况进行检测，并将每次的坐标数据传输至数据库；
Step：通过刀具前后坐标点的比对，了解刀具的磨损跟上次比对的差异；
Step：根据刀具的坐标对比信息对加工零件进行磨损补偿。
进一步的，所述刀具的磨损补偿值的计算方法为：
步骤一：查找刀具刀尖边缘的坐标位置；
步骤二：根据刀具刀尖边缘的坐标位置结合加工零件的加工半径对刀具中心的相应坐标位置进行计算；
步骤三：计算后刀具中心的相应坐标位置与计算之前刀具中心所处的坐标位置之间的差距即为磨损补偿值。
进一步的，所述刀具位置调整装置包括齿轮条、齿轮和距离传感器，所述齿轮条固定安装在所述固定槽的内腔，所述齿轮滚动安装在所述齿轮条的内腔，所述距离传感器固定安装在所述齿轮的一侧，齿轮条用于配合齿轮对刀具固定件的位置进行调整，保证磨损后的刀具在对加工零件进行加工时减少误差，距离传感器用于对刀具的调整距离进行检测，当刀具调整距离存在误差时，若距离传感器测量的调整值与磨损补偿值不一致，则控制器控制车床停止工作。
进一步的，所述位置调整装置与所述控制器之间电性连接，所述控制器固定安装在所述车床的一侧，位置调整装置与所述控制器之间电性连接便于控制器对位置调整装置直接进行控制，控制器用于根据接收的信息对车床的工作状态进行控制。
进一步的，所述磨损后刀具的半径为：
刀具半径的具体计算公式为：
其中，R表示刀具的半径大小，X表示刀具刀尖边缘上的一点，X′表示刀具上对应于X的一点；
若
R≤M；
则刀具将处于报废状态，此时将报废信息传输至控制器，控制器控制车床停止工作；
其中R表示刀具的半径大小,M表示刀具磨损极限值。
进一步的，所述控制器包括控制箱、编码器和控制面板，所述控制箱固定安装在所述车床的一侧，所述编码器固定安装在所述控制箱的内腔，所述控制面板固定安装在所述控制箱的一侧，控制箱用于安装编码器和控制面板，编码器用于便于用户输入刀具的相关信息以及相关阈值，控制面板用于对车床进行控制。
进一步的，所述车床的内腔固定安装有电动机，所述电动机的输出端固定安装有转轴，所述转轴贯穿于所述车床的内腔一侧，并延伸至所述车床的外侧，所述转轴的另一端固定安装在所述刀盘的一侧，电动机用于通过转轴带动刀盘进行转动，转轴用于连接电动机和刀盘。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1.本发明通过使用对照仪对刀具进行扫描，并构建坐标系对刀具的位置通过坐标的形式进行表示，并根据前后坐标的对比情况对刀具的磨损情况进行分析，使得检测效果较好，避免检测后的刀具磨损情况与刀具实际磨损情况存在较大差异，进一步增加了加工零件的合格率。
2.本发明通过在增加刀具位置调整装置，根据刀具磨损补偿值对刀具所处的位置进行调整，避免零件在加工过程中对零件的二次加工时间较长，进一步增加了零件加工效率。
3.本发明通过对固定折叠板将工作后的对照仪移至刀盘的圆周表面，在对照仪上套有保护套，避免零件加工时产生的废屑对检测装置造成损害，节约成本。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明车床数控切削刀具磨损调节装置的整体结构示意图；
图2是本发明车床数控切削刀具磨损调节装置的侧视剖视结构示意图；
图3是本发明车床数控切削刀具磨损调节装置的侧视结构示意图；
图4是本发明车床数控切削刀具磨损调节装置的刀盘结构示意图；
图5是本发明车床数控切削刀具磨损调节装置的支撑架结构示意图；
图6是本发明车床数控切削刀具磨损调节装置的图1中A处放大结构示意图；
图7是本发明车床数控切削刀具磨损调节装置的图1中B处放大结构示意图；
图8是本发明车床数控切削刀具磨损调节装置的图4中C处放大结构示意图。
图中：1、刀盘；11、安装槽；111、固定槽；12、刀具固定件；13、刀具；2、刀具磨损检测装置；21、支撑架；22、滑块；23、固定折叠板；24、对照仪；3、刀具位置调整装置；31、齿轮条；32、齿轮；33、距离传感器；4、控制器；41、控制箱；42、编码器；43、控制面板；5、车床；51、电动机；52、转轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，本发明提供技术方案：包括刀盘1、刀具磨损检测装置2、刀具位置调整装置3、控制器4和车床5，刀具磨损检测装置2包括支撑架21、滑块22、固定折叠板23和对照仪24，支撑架21固定安装在刀盘1的外侧，滑块22滑动安装在支撑架21的一侧，固定折叠板23固定安装在滑块22的一侧，对照仪24固定安装在固定折叠板23的一端，支撑架21用于配合滑块22对固定折叠板23进行支撑，滑块22用于安装固定折叠板23，固定折叠板23用于安装对照仪24，对照仪24的外侧套有PVC材质的透明保护套，当对照仪24需要进行工作时，固定折叠板23在滑块22的作用下带动对照仪24运动至刀具13所在的位置，运动完成后，对照仪24对刀具13的磨损情况进行检测，并以刀具13刀尖位置为坐标原点构建坐标系，将刀具13上的坐标点输入数据库进行保存备用，对照仪24使用结束后，固定折叠板23带动对照仪24运动至刀盘1的外侧表面，避免刀盘1在运动过程中对对照仪24造成损坏。
刀盘1的一侧开有刀具安装槽11，刀具安装槽11用于开设固定槽111，刀具安装槽11的内腔一侧滚动安装有刀具固定件12，刀具固定件12用于安装刀具13，刀具固定件12的内腔固定安装有刀具13，刀具13用于对加工零件进行加工，刀具安装槽11的内腔开有固定槽111，固定槽111用于安装齿轮条31，刀盘1用于配合刀具固定件12对刀具13进行固定，以及对刀具位置调整装置3进行安装。
对照仪24在对刀具13的磨损情况进行检测时具体的检测方法为：
Step1：将对照仪24通过固定折叠板23和滑块22运动至刀具13所在的位置；
Step2：启动对照仪24对刀具13的磨损情况进行检测；
Step3：根据刀具13刀尖所在位置构建坐标系，并将刀具13边界上的点通过坐标进行记录，并将坐标信息传输至数据库；
Step4：刀具13在每次使用后，都需要使用对照仪24对刀具13的磨损情况进行检测，并将每次的坐标数据传输至数据库；
Step5：通过刀具13前后坐标点的比对，了解刀具13的磨损跟上次比对的差异，并将磨损后的刀具13的半径值与刀具13处于报废状态的半径值进行对比，避免处于报废状态的刀具13继续使用，导致加工后的零件不满足需求；
磨损后刀具13的半径为：
刀具13半径的具体计算公式为：
其中，R表示刀具13的半径大小，X表示刀具13刀尖边缘上的一点，X′表示刀具13上对应于X的一点；
若
R≤M；
则刀具13将处于报废状态，此时将报废信息传输至控制器4，控制器4控制车床5停止工作；
其中R表示刀具13的半径大小,M表示刀具13磨损极限值；
Step6：根据刀具13的坐标对比信息对加工零件进行磨损补偿，刀具13的磨损补偿值的计算方法为：
步骤一：查找刀具13刀尖边缘的坐标位置；
步骤二：根据刀具13刀尖边缘的坐标位置结合加工零件的加工半径对刀具13中心的相应坐标位置进行计算；
步骤三：计算后刀具13中心的相应坐标位置与计算之前刀具13中心所处的坐标位置之间的差距即为磨损补偿值。
刀具位置调整装置3包括齿轮条31、齿轮32和距离传感器33，齿轮条31固定安装在固定槽111的内腔，齿轮条31用于配合齿轮32使刀具固定件12带动刀具13运动至调整位置，齿轮32滚动安装在齿轮条31的内腔，齿轮32用于安装刀具固定件12，距离传感器33固定安装在齿轮32的一侧，距离传感器33用于对刀具固定件12的调整距离进行检测，并根据刀具13的磨损补偿值对齿轮32的工作状态进行控制，位置调整装置3与控制器4之间电性连接，便于控制器4对位置调整装置3进行直接控制，齿轮条31与齿轮32中齿条之间的间隙较小，使得刀具位置调整装置3的调整距离精度增加。
控制器4固定安装在车床5的一侧，控制器4用于对车床5的工作状体进行控制，控制器4包括控制箱41、编码器42和控制面板43，控制箱41固定安装在车床5的一侧，控制箱41用于安装编码器42和控制面板43，编码器42固定安装在控制箱41的内腔，编码器42便于用户对刀具13的相关数据进行输入，以及刀具13报废时的半径阈值，保证刀具13在报废时，控制器4能够及时控制车床5处于停止状态，控制面板43固定安装在控制箱41的一侧，控制面板43用于对车床5输入相关指令，对车床5进行控制。
车床5的内腔固定安装有电动机51，电动机51用于通过转轴52带动刀盘1进行转动，从而带动刀具13对加工零件进行加工，电动机51的输出端固定安装有转轴52，转轴52用于连接电动机51和刀盘1，转轴52贯穿于车床5的内腔一侧，并延伸至车床5的外侧，转轴52的另一端固定安装在刀盘1的一侧，车床5用于安装控制器4。
本发明的工作原理：工作人员先接通车床5的电源，然后通过滑块22带动对照仪24运动至与刀具13所在的同一竖直水平面上，接着固定折叠板23带动对照仪24运动至适合的位置，便于对刀具13的坐标进行扫描比对，扫描结束后，固定折叠板23带动对照仪24运动至刀盘1的外侧表面，然后将当前刀具13的坐标信息与以往刀具13的坐标信息进行比对，进而对刀具13的磨损情况进行检测，并根据坐标信息对刀具13的磨损补偿值和半径大小进行计算，当计算出的半径大小低于刀具13的半径设定阈值时，控制器4控制处于工作中的车床5立即停止工作，刀具位置调整装置3根据计算出的刀具13的磨损补偿值对刀具13的中心位置进行调整，齿轮32在齿轮条31上进行滚动，当距离传感器33测得齿轮32的滚动距离与刀具13的磨损补偿值相符时，距离传感器33将信号传输至控制器4，控制器4控制齿轮32停止运动，刀具13的位置调整结束后，电动机51通过转轴52带动刀盘1和其上的刀具13对加工零件进行加工。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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