CN114227377A - 一种光电安装式对刀仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光电安装式对刀仪，涉及数控加工辅助技术领域。该光电安装式对刀仪，包括固定底座，所述固定底座上端一侧中部固定连接有安装立柱，所述安装立柱前端面上部设置有摇摆枕，所述摇摆枕上固定设置有光电轮廓仪，所述固定底座上端一侧固定设置有计算模块，所述计算模块上端一侧固定设置有数据传输接口，所述数据传输接口内部固定设置有插接头，所述插接头上固定连接有数据传输线。本发明提供一种光电安装式对刀仪，能够根据生产的需求以及现场的生产环境、根据机床的大小、成本需求等来选出最合适的光电模块，并且可以根据所测物件的位置不同来选择合适的光电模块，保证能够精确地测量，测量精度更高，抗干扰能力更强。

Description

一种光电安装式对刀仪

技术领域

本发明涉及数控加工辅助技术领域，具体为一种光电安装式对刀仪。

背景技术

数控加工的过程中最重要的一个步骤就是确定工件相对与刀具位置关系，并建立工件坐标系，也就是俗称的“对刀”。现有“对刀”技术通常使用寻边器(也称对刀仪、找正器)，寻边器是在数控加工中，为了精确确定被加工工件的中心位置的一种检测工具。寻边器的工作原理是首先在X轴上选定一边为零，再选另一边得出数值，取其一半为X轴中点，然后按同样方法找出Y轴原点，这样工件在XY平面的加工中心就得到了确定。

目前，常用的寻边器有光电式寻边器和偏心式寻边器，光电感应式寻边器的工作原理是利用工件的导电性，当球头接触到工件表面时电流形成回路，发出声、光报警信号，球头用一弹簧与本体相连，通过光电式寻边器的指示和机床坐标位置即可得到被测表面的坐标位置，利用寻边器的这些特性，将其装夹在数控机床的主轴上就可以用它来对刀、找正和测量工件；偏心式寻边器由夹持部分和测量部分组成，两者之间使用弹簧拉紧，一般将寻边器的夹持部分安装至刀柄并将其安装在数控机床的的主轴上，其测量部分一般为直径很小的圆柱面，运用机床手轮控制偏心寻边器的测头接近工件表面，当测头接触到工件表面后，偏心部分逐渐与夹持部分同心旋转控制寻边器移动，在测头再次偏心的瞬间停止移动寻边器，此时可确定工件表面和机床主轴中心位置的相对距离，从而完成定位。

现有的寻边器都需要人工进行操作、计算、录入等步骤，出错的几率比较大，且时间长效率低，无法扩展和记忆。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种光电安装式对刀仪，解决了现有的寻边器都需要人工进行操作、计算、录入等步骤，出错的几率比较大，且时间长效率低，无法扩展和记忆的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种光电安装式对刀仪，包括数控机床连接装置、光电测量装置和计算模块；

所述光电测量装置包括光电轮廓仪，所述光电轮廓仪固定设置有激光发射器和CMOS成像装置，所述CMOS成像装置接收经待测物反射的所述激光发射器发射的反射光，并将反映待测物位置和形状的光信号发送到计算模块中；

所述计算模块采集所述光信号并计算所述待测物的位置和形状，并与存储在所述计算模块中的其他待测物的位置和形状进行换算以完成对刀。

优先地，还包括：

固定底座，所述固定底座上端一侧中部固定连接有安装立柱，所述安装立柱前端面上部设置有摇摆枕，所述摇摆枕上固定设置所述光电轮廓仪，所述固定底座上端一侧固定设置所述计算模块，所述计算模块上端一侧固定设置有数据传输接口，所述数据传输接口内部固定设置有插接头，所述插接头上固定连接有数据传输线；

数控机床连接装置包括连接滑块和导向键，所述固定底座下端一侧固定设置有连接滑块，所述固定底座下端远离连接滑块的一侧中部固定设置有导向件。

优先地，所述计算模块自动计算前后两次测量的待测物的坐标差值，找到在后待测物的坐标原点。

优先地，所述数据传输线远离计算模块的一端与数控机床的数控***电性连接。

优先地，所述坐标原点发送至数控机床的数控***从而完成对刀。

优先地，所述安装立柱一侧固定设置有数字显示屏。

另一方面，本申请还保护一种如前述所述的光电安装式对刀仪的安装使用方法，包括以下步骤：

S1.首先通过固定底座下端的连接滑块和导向件将固定底座固定安装在数控机床的工作台上；

S2.当工件安装后，用光电轮廓仪测量工件的X\Y\Z坐标，计算模块自动计算该坐标与前次测得的工件坐标的差值，并通过usb接口实时传输到数控***的G54-G59坐标系之中，并完成数据刷新，新坐标系自动建立；

S3.将刀具接近光电轮廓仪，光电轮廓仪测量刀具的位置，计算模块读取所述刀具的位置信息并通过usb数据传输接口传送至机床的数控***并自动存储。

优先地，S4.更换刀具后再次完成上述步骤，计算模块会自动计算两次测量的差值，将计算结果传至机床数控***，完成数据更新；

优先地，所述数控机床的工作台上如果有安装铣动力头等情况，使坐标系发生改变，可将摇摆枕转90°-360°进行测量，不用考虑坐标系转换的因素。

优先地，在步骤S2中，在进行首次设定时，光电轮廓仪将测量工件的坐标系零点，并形成数据，通过usb接口实时传输到数控***之中。

(三)有益效果

本发明提供了一种光电安装式对刀仪。具备以下有益效果：

1、本发明提供了一种光电安装式对刀仪，通过设置导向机构、安装机构、微调机构、光电模块、内置计算模块、数据传输模块等组件，能够根据生产的需求以及现场的生产环境、根据机床的大小、成本需求等来选出最合适的光电模块，并且可以根据所测物件的位置不同来选择合适的光电模块，保证能够精确地测量，测量精度更高，抗干扰能力更强。

2、本发明提供了一种光电安装式对刀仪，通过连接滑块和导向键将固定底座定位装配在数控机床的工作台上，不用更换主轴刀具就可以进行快速设定，在首次设定时，将快速测量X\Y\Z机床坐标系零点，并形成数据，通过usb接口实时传输到数控***之中，在工件安装后再次使用时，只需要做一次X\Y\Z工件坐标系三方测量，内置的处理器将自动计算两次测量的差值，并通过usb接口实时传输到数控***之中，***将完成数据刷新，坐标系自动建立，从而减少现有寻边器的人工操作、计算、录入等步骤，出错的概率为零，速度快效率高，可同时记忆上百个坐标系并实时导出数据，使用效果更好。

3、本发明提供了一种光电安装式对刀仪，通过上端设置的光电轮廓仪进行寻边定位，通过上端的柱面物镜将激光扩散为线激光后投射在目标物表面形成漫反射，然后使反射光在CMOS上成像后，通过检测位置及形状的变化测量位移和形状，检测方式更加方便，定位更加精准，保证能够更加精确地测量。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的正视图。

其中，1、固定底座；2、安装立柱；3、摇摆枕；4、光电轮廓仪；401、激光发射头；402、高精度CMOS成像装置；5、数字显示屏；6、连接滑块；7、导向件；8、计算模块；9、数据传输接口；10、插接头；11、数据传输线。

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。

参见图1-3，一种光电安装式对刀仪，包括数控机床连接装置6、7光电测量装置4和计算模块8；

所述光电测量装置包括光电轮廓仪4，所述光电轮廓仪4固定设置有激光发射器401和CMOS成像装置402，所述CMOS成像装置402接收经待测物反射的所述激光发射器401发射的反射光，并将反映待测物位置和形状的光信号发送到计算模块8中；其中，光电轮廓仪4的工作原理为：通过柱面物镜将激光扩散为线激光后投射在目标物表面形成漫反射。使反射光在CMOS上成像后通过检测位置及形状的变化测量位移和形状。

所述计算模块8采集所述光信号并计算所述待测物的位置和形状，并与存储在所述计算模块8中的其他待测物的位置和形状进行换算以完成对刀。

实施例：

如图1-3所示，本发明实施例提供一种光电安装式对刀仪，包括固定底座1，固定底座1上端一侧中部固定连接有安装立柱2，安装立柱2前端面上部设置有摇摆枕3，摇摆枕3上固定设置有光电轮廓仪4，固定底座1上端一侧固定设置有计算模块8，计算模块8上端一侧固定设置有数据传输接口9，数据传输接口9内部固定设置有插接头10，插接头10上固定连接有数据传输线11，固定底座1下端一侧固定设置有连接滑块6。

数控机床连接装置包括连接滑块6和导向键7，安装立柱2一侧固定设置有数字显示屏5，固定底座1下端远离连接滑块6的一侧中部固定设置有导向键7，光电轮廓仪4前端上部固定设置有激光发射器401，光电轮廓仪4前端下部固定设置有高精度CMOS成像装置402，数据传输线11远离计算模块8的一端与数控机床的数控***电性连接，计算模块8内部固定设置有内置的处理器。

通过柱面物镜将激光扩散为线激光后投射在目标物表面形成漫反射。使反射光在CMOS上成像后通过检测位置及形状的变化测量位移和形状。

该光电安装式对刀仪的安装使用方法，包括以下步骤：

S1.首先通过固定底座1下端的连接滑块6和导向件7将固定底座1固定安装在数控机床的工作台上；

S2.在进行首次设定时，光电轮廓仪4将快速测量X\Y\Z机床坐标系零点，并形成数据，通过usb接口实时传输到数控***之中，需要数控***开放权限；

S3.当工件安装后，再次使用光电轮廓仪4时，只需要做一次X\Y\Z工件坐标系三方测量，内置的处理器将自动计算两次测量的差值，并通过usb接口实时传输到数控***之中，***将完成数据刷新，坐标系自动建立；

S4.将刀具接近光电轮廓仪4，光电轮廓仪4进行测量刀具的位置，并且计算模块8读取刀具位置信息并通过usb数据传输接口9传送至机床的数控***并自动存储；

S5.更换刀具后再次完成上述步骤，计算模块会自动计算两次测量的差值，将计算结果传至机床数控***，完成数据更新；

S6.通过数字显示屏5直接读取数据，并对光电轮廓仪的工作情况进行监测。

数控机床的工作台上如果有安装铣动力头等情况，使坐标系发生改变，可将摇摆枕旋转90°-360°进行测量，不用考虑坐标系转换的因素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光电安装式对刀仪，其特征在于：包括数控机床连接装置(6、7)、光电测量装置(4)和计算模块(8)；

所述光电测量装置包括光电轮廓仪(4)，所述光电轮廓仪(4)固定设置有激光发射器(401)和CMOS成像装置(402)，所述CMOS成像装置(402)接收经待测物反射的所述激光发射器(401)发射的反射光，并将反映待测物位置和形状的光信号发送到计算模块(8)中；

所述计算模块(8)采集所述光信号并计算所述待测物的位置和形状，并与存储在所述计算模块(8)中的其他待测物的位置和形状进行比对换算以完成对刀。

2.根据权利要求1所述的一种光电安装式对刀仪，其特征在于：还包括：

固定底座(1)，所述固定底座(1)上端一侧中部固定连接有安装立柱(2)，所述安装立柱(2)前端面上部设置有摇摆枕(3)，所述摇摆枕(3)上固定设置所述光电轮廓仪(4)，所述固定底座(1)上端一侧固定设置所述计算模块(8)，所述计算模块(8)上端一侧固定设置有数据传输接口(9)，所述数据传输接口(9)内部固定设置有插接头(10)，所述插接头(10)上固定连接有数据传输线(11)；

数控机床连接装置(6、7)包括连接滑块(6)和导向键(7)，所述固定底座(1)下端一侧固定设置有连接滑块(6)，所述固定底座(1)下端远离连接滑块(6)的一侧中部固定设置有导向键(7)。

3.根据权利要求1或2所述的一种光电安装式对刀仪，其特征在于：所述计算模块(8)自动计算前后两次测量的待测物的坐标差值，找到在后待测物的坐标原点。

4.根据权利要求2所述的一种光电安装式对刀仪，其特征在于：所述数据传输线(11)远离计算模块(8)的一端与数控机床的数控***电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种光电安装式对刀仪，其特征在于：所述坐标原点发送至数控机床的数控***从而完成对刀。

6.根据权利要求1或2所述的一种光电安装式对刀仪，其特征在于：所述安装立柱(2)一侧固定设置有数字显示屏(5)。

7.一种如权利要求2所述的光电安装式对刀仪的安装使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.首先通过固定底座(1)下端的连接滑块(6)和导向键(7)将固定底座(1)固定安装在数控机床的工作台上；

S2.当工件安装后，用光电轮廓仪(4)测量主轴基准点相对于工件的X\Y\Z坐标，计算模块(8)自动计算该坐标与前次测得的工件坐标的差值，并通过usb接口实时传输到数控***之中，并完成数据刷新，新坐标系自动建立；

S3.将刀具接近光电轮廓仪(4)，光电轮廓仪(4)测量刀具的位置，计算模块(8)读取所述刀具的位置信息并通过usb数据传输接口(9)传送至机床的数控***的G54-G59坐标系并自动存储。

8.根据权利要求7所述的一种光电安装式对刀仪的安装使用方法，其特征在于：

S4.更换刀具后再次完成上述步骤，计算模块会自动计算两次测量的差值，将计算结果传至机床数控***，完成数据更新。

9.根据权利要求7或8所述的一种光电安装式对刀仪的安装使用方法，其特征在于：所述数控机床的工作台上如果有安装铣动力头等情况，使坐标系发生改变，可将摇摆枕旋转90°-360°进行测量，不用考虑坐标系转换的因素。

10.根据权利要求7-9之一所述的一种光电安装式对刀仪的安装使用方法，其特征在于：在步骤S2中，在进行首次设定时，光电轮廓仪(4)将测量工件的坐标系零点，并形成数据，通过usb接口实时传输到数控***之中。

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