刀具棒料直徑公差自動補償加工系統及方法技術方案

本發明專利技術提供一種刀具棒料直徑公差自動補償加工系統，包括測頭、計算模塊，所述測頭包括對稱安裝的信號發生器、信號接收器，所述計算模塊與數控加工系統電路連接，其外接信號接收器。本發明專利技術還提供該系統的使用方法，棒料在通過信號發生器與信號接收器之間的區域時，通過監控光信號覆蓋尺寸的變化以計算對應測量點的直徑實際測量值，傳輸至計算模塊后，再調用相應位置的理論值，將實際值與理論值的差值補償至加工圖形文件并替換原有文件，從而即時修正后續加工參數。該系統與現有設備配合使用，可以在加工過程中對刀具棒料的直徑變化進行實時測量和誤差補償，因此能夠提高刀具的特征尺寸精度和產品合格率，從而降低生產成本、提高資源的有效利用率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及精密刀具加工設備領域，特別涉及一種。
技術介紹
刀具(Cutting Tool)作為接觸式加工中不可缺少的精密工具，其自身精度對于零件的加工精度可產生直接影響。精密刀具的加工，通常是在由X軸、Y軸、Z軸(沿對應坐標軸方向的平移軸)和B軸、C軸(精密旋轉軸)所組成的五軸聯動精密磨床上進行的，其中X軸、Y軸構成水平面垂直二維運動平臺，Z軸垂直于該水平面，B軸固定在Z軸上，帶有砂輪組的主軸固定在B軸下方的輸出端，用于夾持刀具毛胚料的C軸固定在X軸上。制作精密刀具的毛胚料，是通過無心磨床或外圓磨床加工而成的、包括各種直徑規格的精密研磨棒料，在這些刀具棒料中存在著直徑公差分布不均勻甚至部分超差的現象。然而相關技術只能預先設定加工圖形文件、對直徑公差分布不同的刀具棒料按照固定參數進行加工，而無法在加工過程中針對其直徑變化作出即時反應并進行相應補償，這會造成兩方面的問題:其一，不同刀具的特征尺寸精度參差不齊、工藝控制難度增大；其二，刀具是否合格只能在加工完成后通過測量確定，不僅工序繁瑣，而且報廢率高，從而導致成本提高和資源浪費。
技術實現思路
針對現有刀具加工裝置只能按照預設參數加工刀具毛胚料、無法隨其直徑變化實時補償所導致的刀具特征尺寸精度低、報廢率高的上述缺陷和問題，本專利技術的目的是提供一種配合現有設備使用的、能夠實時測量刀具棒料的直徑變化并即時修正加工圖形文件的自適應刀具棒料直徑的加工控制系統。為了達到上述目的，本專利技術提供如下技術方案:一種刀具棒料直徑公差自動補償加工系統，其特征在于，包括測頭、計算模塊，所述測頭由底座，以及對稱安裝在底座上的信號發生器、信號接收器組成，刀具棒料在底座上方沿進料方向穿過信號發生器、信號接收器之間的區域，所述計算模塊用于對刀具棒料進行直徑公差計算、加工圖形文件數據補償，其與原有數控加工系統通過電路連接，其通過輸入端與信號接收器連接。作為上述技術方案的優選，所述計算模塊的輸入端與信號接收器通過網線連接。作為上述技術方案的優選，所述計算模塊與原有的數控加工系統安裝在計算機中。本專利技術還提供一種刀具棒料直徑公差自動補償加工方法，其特征在于，含有以下步驟:Ql:將測頭安裝在磨床中用于夾持刀具棒料的精密旋轉軸和砂輪組之間，將計算模塊安裝在計算機中，與原有數控加工系統電路連接；Q2:調整刀具棒料，使其處于測頭的信號發生器、信號接收器之間；Q3:進給刀具棒料，使其上的各個測量點陸續通過測頭的測量區域，將測量結果傳輸至計算模塊；Q4:計算模塊根據測量結果計算出各個測量點所對應棒料直徑的實際值η ；Q5:計算模塊調用加工圖形文件，計算出各測量點的實際值η與理論值η’的差值Λη，然后將An值實時補償至待加工圖形文件中，生成修訂后的加工圖形文件，再將修訂文件輸出至數控加工系統替換原有文件；Q6:數控加工系統指示機械軸按照修訂后的加工圖形文件進行加工。作為上述使用方法的優選，在所述步驟Q3中，還含有以下步驟:Q7:信號發生器向信號接收器發射光信號，所述光信號的方向沿水平面與刀具棒料垂直，其在垂直于水平面方向上的覆蓋長度L大于刀具棒料的直徑；Q8:部分光信號被刀具棒料遮擋住，其余的光信號分成上、下兩部分被信號接收器接收；Q9:信號接收器分別記錄上、下兩部分光信號在垂直于水平面方向上的覆蓋長度L1、L2，然后將L1、L2數值傳輸至計算模塊。作為上述使用方法的優選，在所述步驟Q4中，還含有以下步驟:QlO:計算模塊根據所測得的L1、L2數值，計算出各個測量點所對應棒料直徑的實際值 n=L-Ll-L2。本專利技術提供的，利用測頭實時測量光信號差值以監控棒料的直徑變化，并通過網絡傳輸至計算模塊，然后對加工圖形文件進行數據補償，從而即時修正加工參數。該系統與現有設備配合使用，可以在加工過程中對刀具棒料的直徑變化進行實時測量和誤差補償，因此能夠提高刀具的特征尺寸精度和產品合格率，從而降低生產成本、提高資源的有效利用率。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例的刀具棒料直徑公差自動補償加工系統中的測頭的結構及工作原理示意圖。圖2為本專利技術實施例的刀具棒料直徑公差自動補償加工系統應用于磨床中的結構示意圖。圖3為本專利技術實施例的刀具棒料直徑公差自動補償加工方法的步驟流程示意圖。具體實施方式下面將結合本專利技術的附圖，對本專利技術的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。如圖1所示，本專利技術實施例提供的一種刀具棒料直徑公差自動補償加工系統，包括測頭1，其由底座13，以及對稱安裝在底座13上的信號發生器11、信號接收器12組成，刀具棒料91在所述底座13上方沿進料方向穿過信號發生器11、信號接收器12之間的區域。圖1中的箭頭表示由信號發生器11向信號接收器所發射出的光線。如圖2所示，本專利技術實施例提供的一種刀具棒料直徑公差自動補償加工系統，還包括計算模塊2，其用于對刀具棒料91進行直徑公差計算、加工圖形文件數據補償，所述計算模塊2與原有的數控加工系統92通過電路連接，其通過輸入端21與信號接收器12連接。如圖2所示，所述計算模塊2的輸入端21與信號接收器12通過網線93連接。所述測頭I安裝在磨床中用于夾持刀具棒料91的精密旋轉軸94和砂輪組95之間。所述計算模塊2與原有數控加工系統92均為安裝在計算機96中的軟件程序。圖2中的虛線部分表示砂輪組95與數控加工系統92的原有連接方式。如圖3所示，本專利技術實施例還提供一種刀具棒料直徑公差自動補償加工方法，含有以下步驟:將測頭安裝在磨床中用于夾持刀具棒料的精密旋轉軸和砂輪組之間，將計算模塊安裝在計算機中，與原有數控加工系統電路連接；調整刀具棒料，使其處于測頭的信號發生器、信號接收器之間；進給刀具棒料，使其上的各個測量點陸續通過測頭的測量區域，將測量結果傳輸至計算模塊；計算模塊根據測量結果計算出各個測量點所對應棒料直徑的實際值η ;計算模塊調用加工圖形文件，計算出各測量點的實際值η與理論值η’的差值Λη，然后將An值實時補償至待加工圖形文件中，生成修訂后的加工圖形文件，再將修訂文件輸出至數控加工系統替換原有文件；數控加工系統指示機械軸按照修訂后的加工圖形文件進行加工。如圖1、圖3所示，作為上述使用方法的優選，還按照以下步驟執行:信號發生器向信號接收器發射光信號，所述光信號的方向沿水平面與刀具棒料垂直，其在垂直于水平面方向上的覆蓋長度L大于刀具棒料的直徑；部分光信號被刀具棒料遮擋住，其余的光信號分成上、下兩部分被信號接收器接收；信號接收器分別記錄上、下兩部分光信號在垂直于水平面方向上的覆蓋長度L1、L2，然后將L1、L2數值傳輸至計算模塊。如圖1、圖3所示，作為上述使用方法的優選，還按照以下步驟執行:計算模塊根據所測得的L1、L2數值，計算出各個測量點所對應棒料直徑的實際值n=L-Ll本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種刀具棒料直徑公差自動補償加工系統，其特征在于，包括測頭、計算模塊，所述測頭由底座，以及對稱安裝在底座上的信號發生器、信號接收器組成，刀具棒料在底座上方沿進料方向穿過信號發生器、信號接收器之間的區域，所述計算模塊用于對刀具棒料進行直徑公差計算、加工圖形文件數據補償，其與原有數控加工系統通過電路連接，其通過輸入端與信號接收器連接。

【技術特征摘要】
1.一種刀具棒料直徑公差自動補償加工系統，其特征在于，包括測頭、計算模塊，所述測頭由底座，以及對稱安裝在底座上的信號發生器、信號接收器組成，刀具棒料在底座上方沿進料方向穿過信號發生器、信號接收器之間的區域，所述計算模塊用于對刀具棒料進行直徑公差計算、加工圖形文件數據補償，其與原有數控加工系統通過電路連接，其通過輸入端與信號接收器連接。2.根據權利要求1所述的一種刀具棒料直徑公差自動補償加工系統，其特征在于，所述計算模塊的輸入端與信號接收器通過網線連接。3.根據權利要求1所述的一種刀具棒料直徑公差自動補償加工系統，其特征在于，所述計算模塊與原有的數控加工系統安裝在計算機中。4.一種刀具棒料直徑公差自動補償加工方法，其特征在于，含有以下步驟: Ql:將測頭安裝在磨床中用于夾持刀具棒料的精密旋轉軸和砂輪組之間，將計算模塊安裝在計算機中，與原有數控加工系統電路連接； Q2:調整刀具棒料，使其處于測頭的信號發生器、信號接收器之間； Q3:進給刀具棒料，使其上的各個測量點陸續通過測頭的測量區域，將測量結果傳輸至計算模塊； Q4:計算模塊根據測量結果計...

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔華，
申請(專利權)人：昆山允可精密工業技術有限公司，
類型：發明
國別省市：