CN111036947A - 机床设备的刀架组件、刀具组件及机床设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机床设备的刀架组件、刀具组件及机床设备，该刀架组件包括：刀架本体；第一传感器，与刀架本体相对设置；紧固件，连接刀架本体，用于在将刀具组件装夹在第一传感器上靠近刀架本体一侧时，对第一传感器和刀具组件进行紧固，第一传感器用于检测刀具组件对第一传感器的压力值。通过上述方式，能够减少人力成本，提高装夹刀具组件的效率，减少加工时间。

Description

机床设备的刀架组件、刀具组件及机床设备

技术领域

本申请涉及机床设备技术领域，特别是涉及一种机床设备的刀架组件、刀具组件及机床设备。

背景技术

随着机械加工技术的不端发展，在航空航天、汽车、精密仪器等技术领域对零部件的加工精度提出了更高的精度，加工精度是否合适决定着零部件的加工成本、装配精度和使用性能的好坏，因此目前针对机床类加工领域的研究越来越多的倾向于加工精度的提高。

对于机床加工，刀具的定位是否准确，决定着加工精度和刀具的使用寿命，目前机床加工行业多采用人工装夹的方式，通过经验安装加工刀具，保证车刀刀尖对准工件的旋转中心、刀具处于正确的工作角度、刀具与刀架可靠装夹和确保车刀伸出刀架部分不能过长，需要加工人员有较高的加工经验，耗费加工时间，增加加工时间。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供一种机床设备的刀架组件、刀具组件及机床设备，能够减少人力成本，提高装夹刀具组件的效率，减少加工时间。

本申请采用的一种技术方案是提供一种机床设备的刀架组件，该刀架组件包括：刀架本体；第一传感器，与刀架本体相对设置；紧固件，连接刀架本体，用于在将刀具组件装夹在第一传感器上靠近刀架本体一侧时，对第一传感器和刀具组件进行紧固，第一传感器用于检测刀具组件对第一传感器的压力值。

其中，刀架组件还包括支撑件，与刀架本体相对设置，第一传感器采用喷涂的方式设置于支撑件靠近刀架本体的一侧。

其中，刀架组件还包括第二传感器，第二传感器采用喷涂的方式设置于紧固件靠近支撑件的一侧，用于检测刀具组件的位置信息。

其中，刀架本体上设置有至少一个通孔；其中，通孔的内侧设置有内螺纹，紧固件的外侧设置有外螺纹，内螺纹和外螺纹配合以使紧固件贯穿通孔以紧固刀具组件。

本申请采用的另一种技术方案是提供一种机床设备的刀具组件，该刀具组件包括：刀具本体，刀具本体上设置有至少一个凹槽；至少一个第三传感器，与至少一个凹槽一一对应且分别设置于至少一个凹槽内，用于检测刀具组件被装夹在刀架组件时的装夹位置是否准确。

本申请采用的另一种技术方案是提供一种机床设备，该机床设备包括：机床本体；刀架组件，设置于机床本体上；刀具组件，设置于刀架组件上，用于对待加工件进行加工；其中，刀架组件如上述技术方案中的刀架组件，和/或刀具组件如上述技术方案中的刀具组件。

其中，机床设备还包括加工表面检测装置，与刀架组件相对设置，用于检测待加工件在加工过程中的表面加工精度；加工表面检测装置包括：固定组件；图像采集组件，设置于固定组件上，用于获取待加工件的图像，以得到待检测图像；处理单元，与图像采集单元连接，用于对待检测图像进行图像识别，以反馈待加工件表面加工的加工精度信息。

其中，固定组件包括：基座，设置于机床本体上；支柱杆，垂直向上设置于基座上；固定件，固定件环绕设置于支柱杆上，用于固定连接图像采集组件。

其中，图像采集组件包括：固定杆，设置于固定件上；螺杆，设置于固定杆上；调节杆，设置于螺杆上，用于调整相机的拍摄角度；相机，设置于调节杆上，用于获取待加工件的图像，以得到待检测图像发送至处理单元。

其中，图像采集组件还用于获取刀具组件的图像，发送给处理单元，以使处理单元检测刀具组件是否能继续使用。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的一种机床设备的刀架组件，该刀架组件包括：刀架本体；第一传感器，与刀架本体相对设置；紧固件，连接刀架本体，用于在将刀具组件装夹在第一传感器上靠近刀架本体一侧时，对第一传感器和刀具组件进行紧固，第一传感器用于检测刀具组件对第一传感器的压力值。通过上述方式，使用第一传感器检测装夹刀具组件时的压力值，减少人力成本，提高装夹刀具组件的效率，减少加工时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的机床设备的刀架组件第一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的机床设备的刀架组件第一实施例装夹刀具组件时的结构示意图；

图3是本申请提供的机床设备的刀架组件第一实施例中紧固件的结构示意图；

图4是本申请提供的机床设备的刀具组件第一实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的机床设备第一实施例的结构示意图；

图6是本申请提供的机床设备第一实施例中机床本体的结构示意图；

图7是本申请提供的机床设备第一实施例的又一结构示意图；

图8是本申请提供的机床设备第二实施例的结构示意图；

图9为本申请提供的机床设备第二实施例中加工表面检测装置的结构示意图；

图10为本申请提供的机床设备第二实施例中加工表面检测装置的具体结构示意图；

图11是本申请提供的机床设备第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，图1是本申请提供的机床设备的刀架组件第一实施例的结构示意图，该刀架组件10包括：刀架本体11、第一传感器12和紧固件13。

其中，第一传感器12与刀架本体11相对设置，紧固件13连接刀架本体11，用于在将刀具组件装夹在第一传感器12上靠近刀架本体11一侧时，对第一传感器12和刀具组件进行紧固，第一传感器12用于检测刀具组件对第一传感器12的压力值。

可选的，第一传感器12可以是半导体压电阻型，也可以是静电容量型。

半导体压电阻型传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力(压力)使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。

静电容量型传感器，是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容，将通过外力(压力)使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。

紧固件13可以分为标准件和非标准件。

可选的，紧固件13可以是螺栓、螺柱、螺钉、螺母、自攻螺钉、木螺钉、垫圈、销等中的一种或多种。通过相互之间的配合进行紧固，如使用螺母时，可以与垫圈结合，以保护被连接件的表面不受螺母擦伤,分散螺母对被连接件的压力。

参阅图2，图2是本申请提供的机床设备的刀架组件第一实施例装夹刀具组件时的结构示意图。

在图2中，刀架组件10还包括支撑件14。支撑件14与刀架本体11相对设置，第一传感器12采用喷涂的方式设置于支撑件14靠近刀架本体11的一侧。

可选的，第一传感器12可是纳米复合材料制作而成。

可以理解，使用喷涂技术将纳米复合材料传感器进行安装，安装过程更方便快捷，效率更高，具有较高的灵活性，降低传感技术的成本和提高传感灵敏度。

在图2中，刀具组件20被装夹于支撑件14与刀架本体之间，通过紧固件13对刀具组件20进行紧固，而刀具组件20的一侧靠近第一传感器12，以使第一传感器12检测刀具组件20对第一传感器12的压力值。

可以理解，当紧固过程中，第一传感器12检测到的压力值大于设定阈值时，则确定压力满足，刀具组件20装夹完成。

在一些实施例中，支撑件14可以通过液压或气动的方式沿远离或靠近刀架本体11的方向移动。根据刀具组件20的规格进行合理移动。

,进一步，参阅图3，图3是本申请提供的机床设备的刀架组件第一实施例中紧固件的结构示意图，紧固件13包括头部131和螺杆132，螺杆132外侧设置有外螺纹，螺杆132的一侧与头部131连接。刀架组件10还包括第二传感器15，第二传感器15采用喷涂的方式设置于紧固件13靠近支撑件14的一侧，即螺杆132远离头部131的一侧，用于检测刀具组件的位置信息。

在一些实施例中，以图2为例，当刀具组件20在装夹时，第二传感器15在设定检测距离内检测到刀具组件20，则可通过机床设备的机械手，自动对紧固件13进行紧固，以装夹刀具组件20。

在一些实施例中，以图2为例，在刀具组件20的相应位置设置定位标签，当刀具组件20在装夹时，通过机床设备的机械手将刀具组件20移动至第二传感器15下方，以使第二传感器15在检测到定位标签时，以定位标签为基准，通过机床设备的机械手紧固紧固件13对刀具组件20进行装夹。

刀架本体11上设置有至少一个通孔111；其中，通孔111的内侧设置有内螺纹，紧固件13的外侧设置有外螺纹，内螺纹和外螺纹配合以使紧固件贯穿通孔以紧固刀具组件20。

可以理解，刀架组件10可以根据具体地加工需求，装夹多个刀具组件20，以在对待加工件加工过程中，更换不同的刀具组件满足加工需求。

在一些实施例中，刀架组件10在加工过程中可以根据不同加工需求进行轴向移动，如上下升降移动，原地旋转。

区别于现有技术的情况，本申请的一种机床设备的刀架组件，该刀架组件包括：刀架本体；第一传感器，与刀架本体相对设置；紧固件，连接刀架本体，用于在将刀具组件装夹在第一传感器上靠近刀架本体一侧时，对第一传感器和刀具组件进行紧固，第一传感器用于检测刀具组件对第一传感器的压力值。通过上述方式，使用第一传感器检测装夹刀具组件时的压力值，减少人力成本，提高装夹刀具组件的效率，减少加工时间。

参阅图4，图4是本申请提供的机床设备的刀具组件第一实施例的结构示意图，该刀具组件40包括刀具本体41和至少一个第三传感器42。

刀具本体41上设置有至少一个凹槽411，至少一个第三传感器42与至少一个凹槽411一一对应且分别设置于至少一个凹槽411内，用于检测刀具组件40被装夹在刀架组件时的装夹位置是否准确。

可以理解，当第三传感器42检测到紧固件时才确定刀具组件40被装夹在刀架组件时的装夹位置准确。

可选的，刀具组件40按工件加工表面的形式可分为五类：加工各种外表面的刀具包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等；孔加工刀具包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；螺纹加工刀具包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；齿轮加工刀具包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮和拉刀等；切断刀具包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外，还有组合刀具。按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类：通用刀具如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；特殊刀具加工一些特殊工件，如：齿轮，花键等用的刀具，如插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。

在一些实施例中，对刀具本体41用于切削的部分进行涂层，可以使刀具组件40采用较高的切削速度，从而提高切削加工效率；或能在相同的切削速度下，提高刀具寿命。

在一些实施例中，刀具组件40被装夹时，紧固件对准至少一个凹槽411进行紧固，第三传感器还用于检测紧固件在紧固过程中产生的压力值。

区别于现有技术的情况，本申请的一种机床设备的刀具组件，该刀具组件包括：刀具本体，刀具本体上设置有至少一个凹槽；至少一个第三传感器，与至少一个凹槽一一对应且分别设置于至少一个凹槽内，用于检测刀具组件被装夹在刀架组件时的装夹位置是否准确。通过上述方式，设置至少一个凹槽，使刀具组件在被装夹时无需加工人员进行过多的操作，让刀架组件的紧固件对准凹槽即可确定刀具组件的装夹位置，减少加工时间，提高加工效率。

参阅图5，图5是本申请提供的机床设备第一实施例的结构示意图，该机床设备50包括机床本体51、刀架组件52和刀具组件53。

刀架组件52和刀具组件53与上述实施例中的刀架组件10和刀具组件40具有相同或相似的结构，这里不做赘述。

参阅图6，图6是本申请提供的机床设备第一实施例中机床本体的结构示意图，机床本体51包括床身511、主轴箱512、滑动导轨513、床尾514、移动滑台515、待加工件516。

主轴箱512设置于床身511上，滑动导轨513对称安装在主轴箱512两侧，待加工件516被固定在主轴箱512与床尾514之间，床尾514设置于床身511上，移动滑台515设置于滑动导轨513上，沿滑动导轨513的运动方向移动。

参阅图7，图7是本申请提供的机床设备第一实施例的又一结构示意图，刀具组件53被装夹在刀架组件52中，刀架组件52设置于移动滑台515上，刀具组件53用于在移动滑台515移动时对待加工件516进行切削。可以理解，待加工件516可以以主轴箱512到床尾514的方向为轴向进行旋转。

参阅图8，图8是本申请提供的机床设备第二实施例的结构示意图，该机床设备80包括机床本体81、刀架组件82、刀具组件83和加工表面检测装置84。

机床本体81、刀架组件82、刀具组件83与上述实施例中的机床本体51、刀架组件52和刀具组件53具有相同或相似的结构，这里不做赘述。

参阅图9，图9为本申请提供的机床设备第二实施例中加工表面检测装置的结构示意图，该加工表面检测装置84包括固定组件841、图像采集组件842和处理单元843。

结合图10，对加工表面检测装置84进行说明。图10的左侧为加工表面检测装置84的左视图，图10的右侧为加工表面检测装置84的俯视图。

其中，固定组件841包括基座8411、支柱杆8412和固定件8413。

支柱杆8412垂直向上设置于基座8411上，固定件8413环绕设置于支柱杆8412上，用于固定连接图像采集组件842，其中，固定件8413还包括固定螺杆84131，以紧固固定件8413。

图像采集组件842包括固定杆8421、螺杆8422，调节杆8423和相机8424。固定杆8421设置于固定件8413上，螺杆8422设置于固定杆8421上用于连接调节杆8423。调节杆8423设置于螺杆8422上，用于调整相机8424的拍摄角度。相机8424设置于调节杆上，用于获取待加工件的图像，以得到待检测图像发送至处理单元843。

在一些实施例中，通过人工将刀具组件安装到刀架组件上，利用刀架组件上的第一传感器检测装夹压力，确保装夹可靠。利用刀架组件上的紧固件和刀具组件配合安装；将刀具组件的至少一个凹槽与紧固件配合安装，通过检测刀架组件上的第二传感器和刀具组件上的第三传感器的配合，确保刀具组件位置的正确安装和确保刀具本体的安全伸出长度。

参阅图11，图11是本申请提供的机床设备第三实施例的结构示意图，该机床设备200包括机床本体201、刀架组件202、刀具组件203和加工表面检测装置204。其中，机床本体201包括一移动滑台2011，刀架组件202和加工表面检测装置204设置于移动滑台2011上，且与刀架组件202相对设置，用于检测待加工件在加工过程中的表面加工精度。

举例说明，刀架组件202和加工表面检测装置204相对设置，在刀架组件202和加工表面检测装置204之间设置有待加工件，刀架组件202装夹有刀具组件203。在具体工作时，利用加工表面检测装置204中的相机进行加工表面的实时监控；可以通过调节杆调节相机的角度，利用固定杆和固定螺杆调节相机的伸出长度，以适应不同轴径的待加工件。

加工表面检测装置204的相机获取到待加工件在加工过程中的表面图像，将图像发送到处理单元，处理单元通过检测以判断加工精度是否满足设定阈值，若不满足，则停止加工并提示加工精度问题。加工表面检测装置204的相机还用于获取刀具组件的图像，发送给处理单元，以使处理单元检测刀具组件是否能继续使用。

可以理解，刀具组件在进行多次加工后，会有一定程度的磨损，为避免磨损影响后续加工，还需实时检测刀具组件的磨损程度，在磨损到失去设定精度阈值时，提示对刀具组件进行更换。

区别于现有技术的情况，本实施例通过加工表面检测装置进行实时检测加工表面的变化情况，保证加工精度和向加工人员实时反馈精度信息，及时进行调节加工要素，减少加工时间，提高加工效率。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机床设备的刀架组件，其特征在于，所述刀架组件包括：

刀架本体；

第一传感器，与所述刀架本体相对设置；

紧固件，连接所述刀架本体，用于在将刀具组件装夹在所述第一传感器上靠近所述刀架本体一侧时，对所述第一传感器和所述刀具组件进行紧固，所述第一传感器用于检测所述刀具组件对所述第一传感器的压力值。

2.根据权利要求1所述的刀架组件，其特征在于，

所述刀架组件还包括支撑件，与所述刀架本体相对设置，所述第一传感器采用喷涂的方式设置于所述支撑件靠近所述刀架本体的一侧。

3.根据权利要求2所述的刀架组件，其特征在于，

所述刀架组件还包括第二传感器，所述第二传感器采用喷涂的方式设置于所述紧固件靠近所述支撑件的一侧，用于检测所述刀具组件的位置信息。

4.根据权利要求1所述的刀架组件，其特征在于，

所述刀架本体上设置有至少一个通孔；

其中，所述通孔的内侧设置有内螺纹，所述紧固件的外侧设置有外螺纹，所述内螺纹和所述外螺纹配合以使所述紧固件贯穿所述通孔以紧固所述刀具组件。

5.一种机床设备的刀具组件，其特征在于，所述刀具组件包括：

刀具本体，所述刀具本体上设置有至少一个凹槽；

至少一个第三传感器，与所述至少一个凹槽一一对应且分别设置于所述至少一个凹槽内，用于检测所述刀具组件被装夹在刀架组件时的装夹位置是否准确。

6.一种机床设备，其特征在于，所述机床设备包括：

机床本体；

刀架组件，设置于所述机床本体上；

刀具组件，设置于所述刀架组件上，用于对待加工件进行加工；

其中，所述刀架组件如权利要求1-4所述的刀架组件，和/或所述刀具组件如权利要求5所述的刀具组件。

7.根据权利要求6所述的机床设备，其特征在于，所述机床设备还包括加工表面检测装置，与所述刀架组件相对设置，用于检测所述待加工件在加工过程中的表面加工精度；

所述加工表面检测装置包括：

固定组件；

图像采集组件，设置于所述固定组件上，用于获取所述待加工件的图像，以得到待检测图像；

处理单元，与所述图像采集单元连接，用于对所述待检测图像进行图像识别，以反馈所述待加工件表面加工的加工精度信息。

8.根据权利要求7所述的机床设备，其特征在于，

所述固定组件包括：

基座，设置于所述机床本体上；

支柱杆，垂直向上设置于所述基座上；

固定件，所述固定件环绕设置于所述支柱杆上，用于固定连接所述图像采集组件。

9.根据权利要求8所述的机床设备，其特征在于，

所述图像采集组件包括：

固定杆，设置于所述固定件上；

螺杆，设置于所述固定杆上；

调节杆，设置于所述螺杆上，用于调整所述相机的拍摄角度；

相机，设置于所述调节杆上，用于获取所述待加工件的图像，以得到待检测图像发送至处理单元。

10.根据权利要求7所述的机床设备，其特征在于，

所述图像采集组件还用于获取所述刀具组件的图像，发送给所述处理单元，以使所述处理单元检测所述刀具组件是否能继续使用。

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