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刀检仪以及应用于所述刀检仪的刀检方法

摘要

本申请提供一种刀检仪,用于在被刀具触碰时产生刀检信号,以供外部的机台根据所述刀检信号计算刀具的位置,包括:壳体,壳体的顶面或侧面开设有检测口;触发组件,以用于在相互垂直的X、Y或Z方向上被刀具触碰,其中Z方向为竖直方向,X、Y方向为与Z方向垂直的水平面内的相互垂直的两个方向;检测组件,包括一感测电路,触发组件经由检测口连接至检测组件,触发组件被刀具触碰以改变检测组件的感测电路的状态由通路变为开路,并产生刀检信号。本申请还提供应用所述刀检仪的刀检方法。本申请的刀检仪及刀检方法可感测刀具来自多个方向上的触碰,可及时响应所述刀具的触碰并及时产生刀检信号,以测量所述刀具在多个方向上的相关参数。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-02-01

    著录事项变更 IPC(主分类):G01B11/00 专利申请号:2020115984865 变更事项:申请人 变更前:山西裕鼎精密科技有限公司 变更后:富联科技(山西)有限公司 变更事项:地址 变更前:030032 山西省太原市经济技术开发区龙飞街1号 变更后:030032 山西省太原市经济技术开发区龙飞街1号

    著录事项变更

说明书

技术领域

本申请涉及刀具检查领域,尤其涉及刀具检测设备。

背景技术

现在机械制造行业在产品加工过程中普遍使用不同的刀具进行加工,由于传统刀检的局限性,只能用于Z向尺寸检测,无法精确的检测出换错刀、刀具偏摆、刀具磨损及刀具崩缺,要想保证产品品质,首先要准确检测出刀具的失效模式(例如,换错刀、刀具偏摆超差、刀具磨损超差、刀具崩缺等),但是传统刀检无法准确检测出刀具所有失效模式,现阶段紧靠单一设定寿命管控刀具磨损、崩缺状况,无法完全覆盖,则会导致产品结构异常。

如何解决上述问题,是本领域技术人员需要考虑的。

发明内容

有鉴于此,本申请提供一种刀检仪,用于在被刀具触碰时产生刀检信号,以供外部的机台根据所述刀检信号计算刀具的位置,所述刀检仪包括:

壳体,所述壳体的顶面或侧面开设有检测口;

触发组件,用于在相互垂直的X、Y或Z方向上被所述刀具触碰,其中Z方向为竖直方向,X、Y方向为与所述Z方向垂直的水平面内的相互垂直的两个方向;以及

检测组件,包括一感测电路,所述检测组件经由所述检测口连接至所述触发组件,所述检测组件的感测电路在所述触发组件被所述刀具触碰时由通路状态变为开路状态,并产生所述刀检信号。

在一种可能的实施方式中,所述触发组件包括:

连接件,所述连接件垂直于所述检测口所在的平面并经由所述检测口连接至所述检测组件;以及

触发件,所述触发件在当所述壳体的顶面开设有所述检测口时与所述连接件同轴连接,在当所述壳体的侧面开设有所述检测口时与所述连接件垂直连接,以用于在所述X、Y或Z方向上被所述刀具触碰。

在一种可能的实施方式中,所述触发件具有触发部分和与所述触发部分一体成型或可拆地固定连接的支撑部分,所述触发部分经由所述支撑部分与所述连接件连接,所述触发部分与所述支撑部分同轴,所述触发部分与所述连接件同轴或两者的轴线相互垂直,所述触发部分的直径大于所述支撑部分的直径。

在一种可能的实施方式中,所述检测组件还包括三角架、滚珠架和电源电路,所述三角架包括与所述触发组件固定连接的绝缘本体以及自身导电但是彼此之间电隔离的三个支脚,所述滚珠架包括用于容纳所述三角架且供所述三角架活动的绝缘容纳部和围绕所述绝缘容纳部设置的六个导电球,所述电源电路与所述三个支脚及所述六个导电球形成所述感测电路,用于在所述触发组件在所述X、Y或Z方向上被所述刀具触碰时,触发对应的支脚与所述对应的支脚相对应的导电球分离使所述感测电路由通路状态变为开路状态,以使所述感测电路产生所述刀检信号。

在一种可能的实施方式中,所述六个导电球每两个一组,分为具有第一导电球和第六导电球的第一导电球组、具有第二导电球和第四导电球的第二导电球组,以及具有第三导电球和第五导电球的第三导电球组,所述六个导电球之间彼此间隔设置,每组的两个所述导电球与布置在该两个所述导电球之间的一个所述支脚可分离的电接触,所述第二导电球组中的所述第四导电球与相邻的所述第三导电球组中的与所述第四导电球相邻的所述第三导电球分别电连接至所述电源电路的正极和负极,所述第一导电球组中的所述第六导电球与所述第三导电球组中的相邻的所述第五导电球电连接,所述第二导电球组中的所述第二导电球与所述第一导电球组中的相邻的所述第一导电球电连接。

在一种可能的实施方式中,所述三角架与所述触发组件传动连接,所述三角架在所述触发组件被所述刀具触碰发生运动时随之发生运动,使所述三角架中的至少一个支脚和与该支脚电接触的所述导电球分离,使所述感测电路由通路状态变为开路状态。

在一种可能的实施方式中,三个所述支脚设置于所述绝缘本体,三个所述支脚间隔设置,与一个所述支脚可分离接触的两个所述导电球设置于该一个所述支脚的相背两侧。

在一种可能的实施方式中,所述刀检仪还包括与所述壳体连接的吹气支架,所述吹气支架包括可喷出气体的喷嘴,所述喷嘴朝向所述触发组件设置,用于在所述触发组件每次被所述刀具触碰之前朝向所述触发组件喷出气体,以清洁所述触发组件的待被所述刀具触碰的表面。

本申请还提供一种刀检方法,用于在相互垂直的X、Y或Z方向上使用如前述的刀检仪检测刀具,其中Z方向为竖直方向,X、Y方向为与Z方向垂直的水平面内的相互垂直的两个方向,所述方法包括:

换上刀具;

使所述刀具在Z方向触碰所述刀检仪,其中所述刀检仪在Z方向上被所述刀具触碰到时产生Z向检测信号;

使所述刀具在X或Y方向中的单一方向触碰所述刀检仪,其中所述刀检仪在所述单一方向上被所述刀具触碰到时产生单一方向检测信号;

根据所述Z向检测信号得出所述刀具在Z方向的坐标,以计算所述刀具的长度;

根据所述单一方向检测信号得出所述刀具在所述单一方向上的坐标,以计算所述刀具的直径;

判断所述刀具的长度和所述刀具的直径是否超过预先确定的刀具标准长度和刀具标准直径的范围,其中当所述刀具的长度和所述刀具的直径中的至少一者超过预先确定的刀具标准长度和刀具标准直径的范围时,确定换错所述刀具,并报警;当所述刀具的长度和所述刀具的直径都不超过预先确定的刀具标准长度和刀具标准板的范围时,确定没有换错所述刀具。

在一种可能的实施方式中,在确定没有换错所述刀具后,所述方法还包括:

使所述刀具在所述单一方向去触碰所述刀检仪,其中所述刀具每隔预定角度地自转直至自转一周,每次自转所述预定角度后去触碰刀检仪一次,所述刀检仪在所述单一方向上每次被所述刀具触碰到时都产生所述单一方向检测信号;

根据产生的所述单一方向检测信号得出所述刀具的多个单一方向坐标,将得出的所述多个单一方向坐标中的最大值减去最小值作为所述刀具的偏摆值;

判断所述刀具的偏摆值是否超过预先确定的所述刀具标准偏摆值的范围,其中当所述刀具的偏摆值超过预先确定的所述刀具标准偏摆值的范围时,确定所述刀具的偏摆超差,并报警;当所述刀具的偏摆值不超过预先确定的所述刀具标准偏摆值的范围时,确定所述刀具的偏摆正常。

在一种可能的实施方式中,在确定所述刀具的偏摆正常后,所述方法还包括:

在所述单一方向上检测所述刀具的最大刃的刀刃角度和刀刃值,并且将所述刀刃角度和所述刀刃值保存;

在保存后,使用所述刀具进行加工生产。

在一种可能的实施方式中,在使用所述刀具进行加工生产一定时段后,所述方法还包括:

每隔第一预定时间再次进行使所述刀具在Z方向去触碰刀检仪的步骤,以再次计算所述刀具的长度;

判断再次计算出的刀具长度是否超过预先确定的刀具标准长度的范围,其中每当计算出的刀具长度超过预先确定的刀具标准长度的范围时,确定刀具长度异常,并报警;每当计算出的刀具长度不超过预先确定的刀具标准长度的范围时,确定刀具长度正常。

在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:

每隔第二预定时间再次进行使所述刀具在所述单一方向去触碰刀检仪的步骤,以再次计算所述刀具的直径;

判断再次计算出的刀具直径是否超过预先确定的刀具标准直径的范围,其中每当计算出的刀具直径超过预先确定的刀具标准直径的范围时,确定刀具磨损过大,并报警;每当计算出的刀具直径不超过预先确定的刀具标准直径的范围时,确定刀具磨损处于正常磨损范围。

在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:

每隔第三预定时间再次进行使所述刀具在所述单一方向去触碰刀检仪的步骤,以再次计算所述刀具的偏摆值;

判断再次计算出的刀具偏摆值是否超过预先确定的刀具偏摆值的范围,其中每当计算出的刀具偏摆值超过预先确定的刀具偏摆值的范围时,确定刀具偏摆超差,并报警;每当计算出的刀具偏摆值不超过预先确定的刀具偏摆值的范围时,确定刀具偏摆正常。

在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:

每隔第四预定时间再次检测所述刀刃角度和所述刀刃值;

判断再次检测出的刀刃角度和刀刃值与保存的刀刃角度和刀刃值的差值是否超过预先确定的刀具崩缺范围,其中每当所述差值超过预先确定的刀具崩缺范围时,确定刀具崩缺,并报警;每当所述差值不超过预先确定的刀具崩缺范围时,使用所述刀具继续加工生产。

本申请的刀检仪,通过设置分段连接的触发件、连接件以及三角架,其中触发件可感测来自多个方向上的所述刀具的触碰,并将该触碰所产生的位移或运动经由连接件传递至三角架,进一步的,通过设置支脚与导电球的可电分离式的电接触方式,使得刀检仪具备灵敏的触碰感测能力,刀检仪可及时响应所述刀具在多个方向上的触碰并及时产生所述刀检信号,使外部机台及时介入并测量所述刀具在多个方向上的相关参数。

本申请的刀检方法,使用如前所述的具有对多个方向的刀具具备检测能力的刀检仪,凭借刀检仪在多个方向的灵敏度,可感测不同方向刀具的触碰,并进一步获取所述刀具的刀长、刀径、偏摆值、磨损程度、崩刃程度等多个刀具参数,实现刀具在新刀安装后及加工过程中的检测,同时,可辅助机台及时更换不符合加工要求的刀具或实现加工过程中刀具的自动加工补偿,有效提升加工品质及加工效率。

附图说明

图1为本申请一实施例的刀检仪的立体示意图。

图2为本申请一实施例的刀检仪的部分立体示意图。

图3为本申请一实施例的刀检仪的检测组件连接于触发组件时由朝向检测组件一侧观察的立体示意图。

图4为本申请一实施例的刀检仪的检测组件连接于触发组件时由朝向触发组件一侧观察的立体示意图。

图5为本申请一实施例的刀检仪的检测组件的导电球分布示意图。

图6为本申请另一实施例的刀检仪的立体示意图。

图7为本申请一实施例的刀检方法的流程示意图。

图8为本申请一实施例的刀具参数的示意图。

主要元件符号说明

刀检仪 10、20

壳体 11、21

检测口 110、210

顶面 111、211

侧面 112、212

底面 113、213

触发组件 12、22

连接件 121、221

触发件 122、222

触发部分 1221、2221

支撑部分 1222、2222

检测组件 13、23

三角架 131

绝缘本体 1311

支脚 1312

滚珠架 132

绝缘容纳部 1321

导电球 1322

第一导电球 1351

第二导电球 1352

第三导电球 1353

第四导电球 1354

第五导电球 1355

第六导电球 1356

第一导电球组 1361

第二导电球组 1362

第三导电球组 1363

电源电路 133

导电探针 134

底座 14、24

吹气支架 15

第一主体 151

喷嘴 152

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

以下描述将参考附图以更全面地描述本申请内容。附图中所示为本申请的示例性实施例。然而,本申请可以以许多不同的形式来实施,并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本申请透彻和完整,并且将本申请的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。

本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的,而不意图限制本申请。如本文所使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一”,“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外,当在本文中使用时,“包括”和/或“包含”或“包括”和/或“包括”或“具有”和/或“具有”,整数,步骤,操作,组件和/或组件,但不排除存在或添加一个或多个其它特征,区域,整数,步骤,操作,组件,组件和/或其群组。

除非另外定义,否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本申请所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外,除非文中明确定义,诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本申请内容中的含义一致的含义,并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。

以下内容将结合附图对示例性实施例进行描述。须注意的是,参考附图中所描绘的组件不一定按比例显示;而相同或类似的组件将被赋予相同或相似的附图标记表示或类似的技术用语。

下面参照附图,对本申请的具体实施方式作进一步的详细描述。

第一实施例

如图1所示,为本申请一实施例的刀检仪10的立体示意图;如图2所示,为本申请一实施例的刀检仪10的部分立体示意图;由于图中部分元件被壳体包裹而存在遮挡,故将图1和图2结合进行说明。一种刀检仪10,用于在被刀具触碰时产生刀检信号,以供外部机台根据刀检信号计算刀具的位置,刀检仪10包括壳体11、触发组件12、检测组件13以及可选的底座14;其中,所示壳体11至少包括顶面111、侧面112以及底面113,底面113与底座14固定并通过底座14设置于外部机台的工作台面,顶面111为壳体11上与底面113相背的面,侧面112为壳体11上并夹设于顶面111与底面113之间的侧面。

触发组件12用于在相互垂直的X、Y或Z方向上被刀具触碰,其中Z方向为竖直方向,X、Y方向为与Z方向垂直的水平面内的相互垂直的两个方向。检测组件13包括一感测电路,壳体11的侧面112开设有检测口110,检测组件13经由检测口110连接至触发组件12,检测组件13的感测电路在触发组件12被刀具触碰时由通路状态变为开路状态,并产生刀检信号。该感测电路的详细构造将在下文进行具体说明。

刀检仪10还包括与壳体11连接的吹气支架15,并用于在触发组件12每次被刀具触碰之前朝向触发组件12喷出气体,以清洁触发组件12的待被刀具触碰的表面(例如表面上残留的金属屑、油污)。于一实施例中,吹气支架15包括第一主体151以及喷嘴152,第一主体151可与壳体11连接并用于连通外部的压缩气体,喷嘴152朝向触发组件12设置并喷出气体以去除污渍。

触发组件12包括连接件121及触发件122,连接件121垂直于检测口110所在的平面地经由检测口110连接至检测组件13,触发件122在当壳体11的侧面112开设有检测口110时与连接件121垂直连接,以用于在X、Y或Z方向上被刀具触碰并带动连接件121发生位移。

触发件122具有触发部分1221和与触发部分1221一体成型或可拆地固定连接的支撑部分1222,触发部分1221经由支撑部分1222与连接件121连接,触发部分1221与支撑部分1222同轴,触发部分1221与连接件121两者的轴线相互垂直,触发部分1221的直径大于支撑部分1222的直径。

支撑部分1222可以为柱状,支撑部分1222的一端与触发部分1221连接,支撑部分1222的另一端与连接件121连接,触发部分1221位于支撑部分1222远离连接件121一侧,触发部分1221的直径大于支撑部分1222的直径以增大触发件122用于检测刀具的检测范围,当刀具接触触发部分1221,触发部分1221沿刀具的运动方向(触碰方向)发生位移,并进一步驱动连接件121发生位移,连接件121进而将因该位移而产生的运动传递至检测组件13。

检测组件13还包括电源电路133,电源电路133将检测组件13所产生的电信号传递至外部的机台,并为检测组件13提供电能。

需要说明的是,图1中触发部分1221附近的箭头表示刀具要来触碰的方向,该箭头的表示方式同样适用于其他图中的箭头的表示方式。

图3为本申请一实施例的刀检仪10的检测组件13连接于触发组件12时由朝向检测组件13一侧观察的立体示意图,图4为本申请一实施例的刀检仪10的检测组件13连接于触发组件12时由朝向触发组件12一侧观察的立体示意图,由于存在角度遮挡,故将图3、图4结合进行说明。

检测组件13还包括三角架131和滚珠架132。三角架131包括与触发组件12固定连接的绝缘本体1311以及自身导电但是彼此之间电隔离的三个支脚1312;滚珠架132包括用于容纳三角架131且供三角架131活动的绝缘容纳部1321和围绕绝缘容纳部1321设置的六个导电球1322,电源电路133与三个支脚1312及六个导电球1322电连接形成感测电路,当触发组件12在X、Y或Z方向上被刀具触碰时,三角架131在触发组件12被刀具触碰发生运动时随之发生运动,触发对应的支脚1312与对应的支脚1312相对应的导电球1322分离使感测电路由通路状态变为开路状态,以使感测电路产生刀检信号。此时,外部机台根据该刀检信号能够获取刀具目前相对于刀检仪10坐标系的坐标以及相对于机台坐标系的坐标,通过两个坐标能够计算出刀具的相关参数,该相关参数的计算为将在下文的方法实施例中具体说明。

绝缘本体1311可以为锥状,绝缘本体1311较窄的一端穿过绝缘容纳部1321上的开口以与连接件121连接并实现传动,绝缘容纳部1321至少套设于绝缘本体1311较宽的一端,并与绝缘本体1311配合以定位导电球1322,使导电球1322不会主动与支脚1312脱离接触。

三个支脚1312设置于绝缘本体1311远离触发组件12的一端,三个支脚1312间隔设置,与一个支脚1312可分离接触的两个导电球1322设置于该支脚1312的相背两侧。例如,三个导电的支脚1312沿绝缘本体1311纵向中心线均匀间隔设置,三个支脚1312均匀分布使得刀检仪10对于各方向触碰的刀具均具有较高的灵敏度。

检测组件13还包括多个导电探针134。例如,如图3所示的六个导电探针134,其中两个导电探针134通过导线连接各自的一端,连接后的两个导电探针134相背的两端连接两个导电球1322并使该两个导电球导通,这两个导电探针134所连接的两个导电球1322分别与不同的支脚1312对应,导电探针134不与支脚1312接触;另外两个导电探针134以与这里所述的两个导电探针134类似的方式连接;剩余两个导电探针134彼此不通过导线连接,而是剩余两个导电探针134中每个导电探针134的一端连接有一个导电球1322,另一端连接电源电路133,使导电球1322及支脚1312与电源电路133电接触以形成具有通路状态的感测电路。

图5为本申请一实施例的刀检仪10的检测组件13的导电球1322的分布示意图。

六个导电球1322每两个一组,分为具有第一导电球1351和第六导电球1356的第一导电球组1361、具有第二导电球1352和第四导电球1354的第二导电球组1362,以及具有第三导电球1353和第五导电球1355的第三导电球组1363。

六个导电球1322之间彼此间隔设置,每组的两个导电球1322与布置在该两个导电球1322之间的一个支脚1312可分离的电接触,多个导电球1322之间通过导电探针134电连接。例如,导电球1322可与支脚1312处于恰好接触并电连接的状态,当支脚1312位置发生变化时,支脚1312与所接触的导电球1322即脱离接触,使通路状态的感测电路变为开路状态,进而产生刀检信号。

于一实施例中,第一导电球1351、第二导电球1352、第四导电球1354、第三导电球1353、第五导电球1355以及第六导电球1356可呈顺时针方向排布;于一实施例中,如图5所示,第二导电球组1362中的第四导电球1354与第三导电球组1363中的与第四导电球1354相邻的第三导电球1353分别电连接至电源电路133的正极和负极,其他四个导电球中的第一导电球1351和第二导电球1352通过导电探针134电连接,第五导电球1355和第六导电球1356通过导电探针134电连接。然而,本申请不限于此,在其他实施例中,例如,第一导电球组1361中的第一导电球1351与相邻的第二导电球组1362中的与第一导电球1351相邻的第二导电球1352分别电连接至电源电路133的正极和负极,第一导电球组1361中的第六导电球1356与第三导电球组1363中的相邻的第五导电球1355通过导电探针134电连接,第二导电球组1362中的第四导电球1354与第三导电球组1363中的相邻的第三导电球1353通过导电探针134电连接。

于一实施例中,当刀具触碰触发组件12后,使得触发组件12在三维坐标系中的空间坐标的至少一个发生变化,进而带动三角架131发生偏移,使得第一导电球组1361、第二导电球组1362以及第三导电球组1363中的至少一组与所接触的支脚1312脱离接触,进而使得至少包含导电球1322、支脚1312以及导电探针134的感测电路由通路变成开路并产生刀检信号。

在其他实施例中,导电球1322可以为其他数量,与之对应的,支脚1312的数量可以为导电球1322的一半,一个支脚1312至少于一个导电球1322电接触。

第二实施例

如图6所示,为本申请另一实施例提供的刀检仪20的立体示意图。刀检仪20包括壳体21、触发组件22、检测组件23以及可选的底座24,其中,壳体21至少包括顶面211、侧面212以及底面213,壳体21上开设有检测口210,触发组件22包括连接件221及触发件222。刀检仪20与第一实施例所提供的刀检仪10的区别在于:刀检仪10为“卧式”摆放结构,刀检仪20为“立式”摆放结构,其中,检测口210开设于顶面211,底座24连接于侧面212,触发件222与连接件221同轴连接,触发件222的触发部分2221与支撑部分2222同轴连接,触发件222的支撑部分2222与连接件221同轴连接。

可以理解的,刀检仪20的其他结构与刀检仪10的其他结构可相同且具有相同的感测刀具的触碰并产生刀检信号的功能。

本申请的刀检仪,通过设置分段连接的触发件、连接件以及三角架,其中触发件可感测来自不同方向上的刀具的触碰,并将该触碰所产生的位移或运动经由连接件传递至三角架,进一步的,通过设置支脚与导电球的可电分离式的电接触方式,使得刀检仪具备灵敏的触碰感测能力,刀检仪可及时响应刀具在多个方向上的触碰并及时产生刀检信号,使外部机台及时介入并测量刀具在多个方向上的相关参数。

第三实施例

如图7所示,为本申请还提供一种刀检方法的流程示意图。下面仅以“卧式”摆放结构的刀检仪10为例,说明应用于该刀检仪10的刀检方法。

当刀具触碰刀检仪10后,刀检仪10发出刀检信号,使外部机台控制刀具停止运动并获取刀具当前的三维位置坐标,将当前的三维位置坐标与刀具由测试位置出发时的初始位置坐标进行比对,获取至少一个位置坐标的差的绝对值,该差的绝对值为刀具在该方向上的位移数值,通过调用标准刀具在同样检测动作下对应的该位移数值,将二者进行比对可对刀具的参数进行判断。

本申请提供的刀检方法用于在相互垂直的X、Y或Z方向上使用刀检仪10检测刀具,其中Z方向为竖直方向,X、Y方向为与Z方向垂直的水平面内的相互垂直的两个方向,方法包括新刀对刀流程,包括:

换上刀具;

使刀具在Z方向触碰刀检仪10,其中刀检仪10在Z方向上被刀具触碰到时产生Z向检测信号;

使刀具在X或Y方向中的单一方向触碰刀检仪10,其中刀检仪10在单一方向上被刀具触碰到时产生单一方向检测信号;

根据Z向检测信号得出刀具在Z方向的坐标,以计算刀具的长度;

根据单一方向检测信号得出刀具在单一方向上的坐标,根据预定的坐标差值计算刀具的直径;

判断刀具的长度和刀具的直径是否超过预先确定的刀具标准长度和刀具标准直径的范围,其中当刀具的长度和刀具的直径中的至少一者超过预先确定的刀具标准长度和刀具标准直径的范围时,确定换错刀具,并报警;当刀具的长度和刀具的直径都不超过预先确定的刀具标准长度和刀具标准板的范围时,确定没有换错刀具。

这里如图8所示,在图8(a)中示意了刀具的直径和刀具的长度。

在这种情况下,若确定换错刀具,则重新安装刀具并由初始步骤开始检测刀具;在确定没有换错刀具后,则继续进行新刀对刀,方法还包括:

使刀具在单一方向去触碰刀检仪,其中刀具每隔预定角度地自转直至自转一周,每次自转所述预定角度后去触碰刀检仪一次,刀检仪在单一方向上每次被刀具触碰到时都产生单一方向检测信号;

根据产生的单一方向检测信号得出刀具的多个单一方向坐标,将得出的多个单一方向坐标中的最大值减去最小值作为刀具的偏摆值;

判断刀具的偏摆值是否超过预先确定的刀具标准偏摆值的范围,其中当刀具的偏摆值超过预先确定的刀具标准偏摆值的范围时,确定刀具的偏摆超差,并报警;当刀具的偏摆值不超过预先确定的刀具标准偏摆值的范围时,确定刀具的偏摆正常。

这里,在判断刀具的偏摆值是否超过预先确定的刀具标准偏摆值的范围时,刀具安装在外部机台(例如,CNC机台)的主轴上,通过主轴的旋转带动刀具自身旋转。例如,主轴每隔30度地旋转,亦即刀具每隔30度地自转直至自转一周(360度),当每次自转30度后,在下一次自转之前,处于不自转状态的刀具去触碰刀检仪。这样,自转一周,能够通过刀检仪得出12次数据,其中12次数据中的最大值与最小值之差即为刀具的偏摆值。需要说明的是,每次自转的角度至少根据检测周期和检测精度而设定,例如为了加快检测进度,可以设定大于30度的每次自转角度;为了提高检测精度,可以设定小于30度的每次自转角度。

这里如图8所示,在图8(b)中示意了刀具的偏摆。

在这种情况下,若确定刀具的偏摆超差,则报警,并重新安装刀具并由初始步骤开始检测刀具;在确定刀具的偏摆正常后,则继续进行新刀对刀,方法还包括:

在单一方向上检测刀具的最大刃的刀刃角度和刀刃值,并且将刀刃角度和刀刃值保存;

可以理解的,上述方法的步骤中可以通过最小二分法对刀刃进行检测,在一个可包含刀刃的扇形旋转区域内,以二分之一为每次探测的旋转范围的衰减比例,在每次探测过程中依次比较所在探测过程中所均分的两部分内的探测值,取较大值所在的一部分为继续探测部分,并继续以二分之一为每次探测的旋转范围的衰减比例进行探测直至确定多个刀刃的位置并记录相邻刀刃之间的对应角度α。

这里如图8所示,在图8(a)和8(c)中分别示意了刀具的刀刃值和刀刃角度。

具体的,可使刀具至少旋转一周与刀检仪10进行多次触碰,例如,在一周圆(360°)内,可使刀具至少旋转12次,同时记录该12次分别进行探测,并筛选其中的最大值,即为最大值A;随后,以该最大值对应的坐标为原点(对称中心主轴)向顺时针及逆时针方向各旋转一第一预定角度,确保将刀刃涵盖在该旋转过程中所展开的扇形区域内;随后顺时针旋转该第一角度探测出一个B值,逆时针旋转一第一预定角度探测出一个C值,若A>B>C,则取A、B及(A+B)/2中间的D值,若A>D>B,则取A、D及(A+D)/2中间的F值,若A>F>D,则取A、F及(A+F)/2中间的H值,同理依次类推多次(7次),旋转探测比对,以筛选出刀刃的坐标值,然后获取外部机台记录的与该刀刃对应的角度α,从而得出刀刃值和刀刃角度。

需要说明的是,旋转12次的设置是在加工周期、外部机台最小转动角度分辨率和检测精度之间折中的情况下确定的,例如:在一类机台中,如果旋转多于12次,那么可以提高检测精度,但是这多于12次的每次旋转的角度小于30度,再对小于30度的角度进行7次二分法后所得的最小角度小于外部机台最小转动角度分辨率,亦即,外部机台不能辨别出与刀具连接的主轴旋转该最小角度。如果旋转小于12次,那么外部机台的加工周期会变大,降低加工效率。可以理解,在其他类型的机台中,可以设定其他旋转次数。

在保存后,使用刀具进行加工生产。

完成上述新刀对刀流程后,将刀具用于加工,在使用刀具进行加工生产一定时段后,对刀具进行复检,包括如下步骤:

每隔第一预定时间再次进行使刀具在Z方向去触碰刀检仪的步骤,以再次计算刀具的长度;

判断再次计算出的刀具长度是否超过预先确定的刀具标准长度的范围,其中每当计算出的刀具长度超过预先确定的刀具标准长度的范围时,确定触发刀具长度异常,并报警;每当计算出的刀具长度不超过预先确定的刀具标准长度的范围时,确定刀具长度正常。

进一步的,若确定刀具长度异常,则重新安装刀具并由新刀对刀初始步骤开始检测刀具;若确定刀具长度正常,则继续进行复检对刀,方法还包括:

每隔第二预定时间再次进行使刀具在单一方向去触碰刀检仪的步骤,以再次计算刀具的直径;

判断再次计算出的刀具直径是否超过预先确定的刀具标准直径的范围,其中每当计算出的刀具直径超过预先确定的刀具标准直径的范围时,确定刀具磨损过大,并报警;每当计算出的刀具直径不超过预先确定的刀具标准直径的范围时,确定刀具磨损处于正常磨损范围。

进一步的,若确定刀具磨损过大,则重新安装刀具并由新刀对刀初始步骤开始检测刀具;若确定刀具磨损处于正常磨损范围,则继续进行复检对刀(复检对刀前可对刀具磨损量进行补偿适当的加工补偿量),方法还包括:

每隔第三预定时间再次进行使刀具在单一方向去触碰刀检仪的步骤,以再次计算刀具的偏摆值;

判断再次计算出的刀具偏摆值是否超过预先确定的刀具偏摆值的范围,其中每当计算出的刀具偏摆值超过预先确定的刀具偏摆值的范围时,确定刀具偏摆超差,并报警;每当计算出的刀具偏摆值不超过预先确定的刀具偏摆值的范围时,确定刀具偏摆正常。

进一步的,若确定刀具偏摆超差,则重新安装刀具并由新刀对刀初始步骤开始检测刀具;若确定刀具偏摆正常,则继续进行复检对刀,方法还包括:

每隔第四预定时间再次检测刀刃角度和刀刃值;

检测过程中可通过如上的最小二分法分别测得刀具的多个刀刃的刀刃值以及各自的刀刃角度,将刀刃值与新刀对刀过程中所记录的标准刀刃值进行比对,判断再次检测出的刀刃角度和刀刃值与保存的刀刃角度和刀刃值的差值是否超过预先确定的刀具崩缺范围,其中每当差值超过预先确定的刀具崩缺范围时,确定刀具崩缺,并报警;每当差值不超过预先确定的刀具崩缺范围时,使用刀具继续加工生产。

本申请的刀检方法,使用如前的具有对多个方向的刀具具备检测能力的刀检仪,凭借刀检仪在多个方向的灵敏度,可感测不同方向刀具的触碰,并进一步获取刀具的刀长、刀径、偏摆值、磨损程度、崩刃程度等多个刀具参数,实现刀具在新刀安装后及加工过程中的检测,同时,可辅助机台及时更换不符合加工要求的刀具或实现加工过程中刀具的自动加工补偿,有效提升加工品质及加工效率。

上文中,参照附图描述了本申请的具体实施方式。但是,本领域中的普通技术人员能够理解,在不偏离本申请的精神和范围的情况下,还可以对本申请的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本申请所限定的范围内。

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