[實用新型]一種Z軸對刀儀

有效

• 申請號: 201521082296.2
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN205237707U
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 盧世斌;范林強;李宸;唐曉騰;衣品僑;宋雪麗
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: B23Q15/22
• 分類號: B23Q15/22;B23Q17/22;H04N7/18
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

技術領域

本發明涉及雕刻機、數控機床的組件，尤其涉及一種Z軸對刀儀。

背景技術

隨著現代社會的高速發展，數控加工技術在工業生產中扮演著越來越重要的角 色。但在數控加工中經常涉及到對刀問題，對其處理的好壞直接影響到零件加工的精度，還 會影響機床的安全操作（如撞刀）。目前常規的手工試切對刀法效率低、精度低、浪費材料， 且需要有一定的工作經驗。現有的對刀輔助工具，不僅造價成本高，技術要求高，而且每次 使用時都必需重新對刀，效率相對較低。并且在對刀時，避免不了對刀儀與刀頭的直接接 觸，因此給刀頭帶來的損傷，使得工人在工業生產中極少使用。

這款對刀輔助機械裝置利用光影重合原理，結合控制系統理論，對輔助對刀方式 進行了創新設計，僅需要一次安裝，便可實現重復對刀操作。采用球點觸發式接觸工件，不 存在對刀儀與刀頭的直接接觸，不會損壞工件與設備。采用自動程序差額補償，減小多次運 行造成的設備數據誤差。雖然我們的這款設備造價成本低，操作簡便，但可以達到高精度的 工作要求，取得更高的經濟效益，可推廣應用于一系列需要進行Z軸對刀的工廠設備上。

發明內容

本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種Z軸對刀儀，以解決現有對刀輔助工 具造價成本高，技術要求高，每次重新對刀，效率相對較低，對刀儀與刀頭的直接接觸，減少 刀頭使用壽命問題。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種Z軸對刀儀，其特征在于，包括相互連接的監控操作部分、采集工作部分、數據 傳輸部分三個主要功能部分，監控操作部分包括相互連接的液晶顯示屏、物理控制按鍵和 無線接收模塊裝置；采集部分包括安裝在支架上的水準儀、球頭壓力傳感器、超聲波測距感 應器、LED燈和攝像頭；數據傳輸部分包括安裝在支架上并且相互連接的單片機和發射模塊 裝置，發射模塊裝置對應無線接收模塊裝置進行無線連接。

水準儀用于實時顯示整套設備的是否水平；作為安裝整套裝置的一個機械硬性標 準和整套裝置正常運行的保證。采集部分的水準儀、球頭壓力傳感器、超聲波測距感應器、 LED燈和攝像頭分別連接單片機。

球頭壓力傳感器通過Z軸滑臺安裝在支架上，Z軸滑臺包括螺母、螺桿和電機，球頭 壓力傳感器安裝在螺桿下端，螺桿安裝在螺母內并能夠上下移動，螺母可轉動的安裝在支 架內，電機也安裝在支架內，電機連接螺母以驅動螺母轉動，電機連接單片機由單片機控制 轉動。電機可以通過齒輪等傳動裝置連接螺母。

監控操作部分還設有提示燈，提示燈連接無線接收模塊裝置。

監控操作部分采用電腦或者智能手機。提示燈可以由某個按鍵設置代替。

支架采用抱箍安裝在刀具的刀架上并位于刀具上方；攝像頭和LED燈分別通過可 抽拉的滑桿安裝在支架上。

利用LED燈投射光影，將細小不便于觀察的刀頭用燈光投影放大，且會隨著刀頭的 移動同步移動，直到刀頭碰觸到工件，刀影最前部分與刀頭重合一點；并通過相對位置的攝 像頭捕捉畫面，傳輸到液晶顯示屏。

球頭壓力傳感器把刀頭間接的替換成壓力傳感器，壓力傳感器是觸點碰觸工件， 數據精準，同時將檢測到碰觸工件這個信息更為直接轉換成提示燈的閃亮，觀察到提，示燈 閃亮，第一時間就停止工作；通過單片機輸出程序記錄壓力系數，保證以后的對刀與第一次 對刀的一致性。

以單片機為核心芯片，進行自動差額補償，以及發射模塊裝置、無線接收模塊裝置 組件，來實現智能記錄數據與傳出設定程序。加以物理按鍵，實現對顯示屏上的初值進行調 節，以達到最佳。

利用水準儀，調整裝置水平。下降刀頭通過超聲波測距，利用刀頭單側的LED放大 細小刀頭，觀察液晶屏，觀察刀具的暗影是否最前方與刀頭的最前方重合，完成首次對刀過 程。

刀位記憶，下降Z軸滑臺，接觸到工件完成第一次對刀的刀頭不調動。通過點動物 理按鍵控制壓力感應器下降，直到球面點接觸到被刻材料，這時連接在壓力模塊裝置的小 燈會點亮，這時將進給倍率找為微米級進給精確調整，通過單片機程序記下下降值，保證球 面點與刀頭所處的平面重合。

對于雕刻機下次的對刀，先將Z滑臺下降到"D"值，然后直接下降刀具，直到觀察到 鏈接球頭壓力傳感器的小燈點亮，完成第二次對刀，以后的對刀就可以直接觀察小燈是否 點亮就可以完成對刀。