[發明專利]一種實時測量陰極磨損量的裝置及方法

有效

• 申請號: 201310530824.5
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103543693A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 夏任波;劉春節;黃亮;干為民;王磊;鄒曉萍
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404;B23Q17/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

1.一種實時測量陰極磨損量的裝置，其特征在于：包括萬向測量標準塊（1）、主體框架（2）、拉簧（5）、底座（14）和檢測系統，所述的主體框架（2）的結構形狀為內部開設有圓柱形階梯通孔的圓柱體，該圓柱形階梯通孔的上端孔徑小于圓柱形階梯通孔的下端孔徑；所述的主體框架（2）內設置有與上述圓柱形階梯通孔相配合的定心滑塊（3）；所述的萬向測量標準塊（1）包括基準部和連接部；所述的基準部的結構形狀為圓柱體；所述的連接部穿過上述的定心滑塊（3）后通過拉簧（5）與底座（14）相連，該連接部與定心滑塊（3）采用半球面配合方式連接；所述的底座（14）固定安裝在主體框架（2）的底部；所述的底座（14）與上述的定心滑塊（3）之間設有頂簧（4）；所述的檢測系統通過設于主體框架（2）一側的航空插頭（8）與上述的拉簧（5）相連。

2.根據權利要求1所述的一種實時測量陰極磨損量的裝置，其特征在于：還包括快換接頭（9）和氣管（13），所述的氣管（13）通過快換接頭（9）與底座（14）上開設的第一通氣孔（15）相連；所述的第一通氣孔（15）的內部設有第二通氣孔（16），該第二通氣孔（16）與上述的圓柱形階梯通孔相通；所述的定心滑塊（3）上設有第三通氣孔（17）。

3.根據權利要求1或2所述的一種實時測量陰極磨損量的裝置，其特征在于：所述的檢測系統包括內部設有集成控制系統的控制盒（7）和電源，所述的控制盒（7）上設有檢測電極（21）、負極（20）、控制信號輸出口（18）和電源輸入口（19），所述的檢測電極（21）與電線的一端相連，該電線的另一端通過航空插頭（8）與拉簧（5）相連；所述的負極（20）與機床主軸上的陰極電連接；所述的控制信號輸出口（18）與機床控制機構電連接；所述的電源輸入口（19）與電源電連接。

4.根據權利要求3所述的一種實時測量陰極磨損量的裝置，其特征在于：所述的底座（14）的底部設置有定位塊（6）。

5.根據權利要求4所述的一種實時測量陰極磨損量的裝置，其特征在于：所述的主體框架（2）與底座（14）之間采用定位緊固螺絲（12）固定；所述的定位塊（6）與底座（14）之間采用緊固螺絲（11）固定；所述的拉簧（5）與底座（14）之間采用拉緊螺絲（10）固定。

6.根據權利要求5所述的一種實時測量陰極磨損量的裝置，其特征在于：所述的主體框架（2）、定心滑塊（3）、底座（14）和萬向測量標準塊（1）均采用00Cr27Ni31Mo4Cu奧氏體不銹鋼（2）制成。

7.一種實時測量陰極磨損量的方法，其步驟為：

（1）定位：將權利要求1至6中任意一項所述的裝置定位于機床的工作臺上；

（2）編程：在集成控制系統中寫入一段專門針對測量時陰極的運動軌跡而編制的程序；

（3）設置系統零點：找出位于萬向測量標準塊（1）中基準部上表面的圓心，此圓心的坐標值設置為集成控制系統中程序的零點位置；

（4）測量標準坐標值：在機床加工前，通過步驟（2）中編制的程序，控制陰極觸碰萬向測量標準塊（1）中基準部的側表面，記錄下陰極在該點的坐標值，該坐標即為陰極在半徑方向的標準坐標值；結束上述的測量后，陰極暫停一個指定的時間后，程序自動往下執行，控制陰極觸碰萬向測量標準塊（1）中基準部的上表面，記錄下陰極在該點的坐標值，該坐標即為陰極在高度方向的標準坐標值；

（5）測量實時坐標值：步驟（4）結束后，機床開始加工，在加工過程中，采用與步驟（4）相同的方法測量并記錄下陰極在半徑和高度方向的實時坐標值；

（6）計算磨損量：最后將加工過程中測量的實時坐標值與加工前測量的標準坐標值相比較，即可計算出陰極在半徑和高度方向的磨損量，進而能及時進行陰極磨損補償。

8.根據權利要求7所述的一種實時測量陰極磨損量的方法，其特征在于：步驟（1）所述的定位是通過定位塊（6）定位于機床的工作臺上，同時配合T型螺桿及螺母壓緊。

9.根據權利要求8所述的一種實時測量陰極磨損量的方法，其特征在于：步驟（3）所述的萬向測量標準塊（1）中基準部上表面的圓心采用千分表找出。

10.根據權利要求9所述的一種實時測量陰極磨損量的方法，其特征在于：步驟（4）中所述的標準坐標值的具體測量方法為：控制機床主軸上的陰極在X或者Y的任一方向朝著萬向測量標準塊（1）的圓心勻速運動，當陰極觸及萬向測量標準塊（1）中基準部的側表面時，控制盒（7）產生一信號即檢測電極（21）處的電平由高電平跳變為低電平，并通過控制信號輸出口（18）將信號發送至機床控制機構使機床停止運動，記錄下此時的坐標值，該坐標值為陰極在半徑方向的標準坐標值；結束上述的測量后，陰極暫停一個指定的時間后，程序自動往下執行，控制陰極快速移至萬向測量標準塊（1）的圓心上方，向著Z-方向勻速運動，當陰極觸及萬向測量標準塊（1）中基準部的上表面時，控制盒（7）產生一信號即檢測電極（21）處的電平由高電平跳變為低電平，并通過控制信號輸出口（18）將信號發送至機床控制機構使機床停止運動，記錄下此時的坐標值，該坐標值為陰極在高度方向的標準坐標值。