[發明專利]一種非接觸式刀具動態跳動測量儀

在審

• 申請號: 201910099194.8
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109839066A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 董金鎖;吳元濤
• 申請（專利權）人: 北京金萬眾機械科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;付雷杰

本發明提供了一種非接觸式刀具動態跳動測量儀，包括光源、光學組件、雙向線傳感器及數據處理器；被測刀具位于光源與雙向線傳感器之間，雙向線傳感器由分別沿被測刀具軸向和徑向設置的線傳感器構成；光源發射的光線經過光學組件聚焦出射，被測刀具遮擋部分光線后由雙向線傳感器接收完成光電轉換后輸出給數據處理器；當被測刀具旋轉跳動時，所述雙向線傳感器收到的光線遮擋發生變化，并以波形信號輸出給數據處理器，通過數據處理器處理獲得被測刀具的徑向跳動和軸向跳動。本發明能夠確獲得刀具的動態跳動數據。

技術領域

本發明涉及機械加工測量裝置技術領域，具體涉及一種非接觸式刀具動態跳動測量儀。

背景技術

在機加工中，旋轉類刀具的徑向跳動對刀具的使用壽命及工件加工精度有著非常大的影響，尤其在高速加工中，為了延長刀具使用壽命及加工精度要求，都需要對刀具的跳動數據進行檢測。

針對回轉類刀具的傳統徑向跳動檢測方法是以杠桿表在機床內部檢測靜態跳動和使用對刀儀在機床外部檢測靜態精度兩種方式為主要手段。杠桿表檢測方式存在操作方式復雜，人員操作對結果的影響較大，只能獲得靜態檢測數據，但是實際加工影響刀具壽命及加工精度的是動態跳動精度，因為機床存在主軸跳動和安裝誤差，靜態跳動并不等于動態跳動，而這種方法并不能獲得實際加工狀態的動態跳動數據。而傳統的對刀儀雖然可以實現非接觸式測量，但是同樣只能檢測刀柄自身靜態跳動精度，無法獲得刀柄、機床主軸疊加后的復合動態跳動數據，無法實時獲得刀具真實的跳動數據。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種非接觸式刀具動態跳動測量儀，能夠準確獲得刀具的動態跳動數據。

本發明采取的技術方案如下：

一種非接觸式刀具動態跳動測量儀，所述測量儀包括光源、光學組件、雙向線傳感器及數據處理器；

被測刀具位于光源與雙向線傳感器之間，雙向線傳感器由分別沿被測刀具軸向和徑向設置的線傳感器構成；光源發射的光線經過光學組件聚焦出射，被測刀具遮擋部分光線后由雙向線傳感器接收完成光電轉換后輸出給數據處理器；

當被測刀具旋轉跳動時，所述雙向線傳感器收到的光線遮擋發生變化，并以波形信號輸出給數據處理器，通過數據處理器處理獲得被測刀具的徑向跳動和軸向跳動。

進一步地，所述光學組件包括反射鏡及聚光透鏡；

所述光源發射的光線經過反射鏡反射后出射，經過聚光透鏡聚焦后由被測刀具部分遮擋，之后通過所述雙向線傳感器接收。

進一步地，所述光學組件進一步包括接收透鏡，所述被被測刀具部分遮擋后的光線通過接收透鏡接收，二次聚焦后由所述雙向線傳感器接收。

有益效果：

本發明采用在線非接觸式測量，能夠實時獲得機床刀具的跳動信息，提高最終獲得的刀具產品的復合動態跳動數據的準確性，提高檢測速度；而且，如圖1(a)、圖1(b)所示，本發明采用線傳感器的傳感器線達到1.2μm×3.2mm，與傳統點光源式圖像傳感器數十微米分辨率相比，線傳感器的檢測精度更高，處理速度更快，采樣頻率更高，該傳感器更適合于旋轉中的刀具測量，提升了測量精度；由于線傳感器的測試線長度達到3.2mm，與傳統點光源式圖像傳感器相比，該測量儀測量范圍更大，可以在定位器中測量想要固定的位置，并且可以在視場內測量尺寸更大的刀具；

其次，本發明具有尺寸小，使用靈活便利的特點，系統外形尺寸為(長*寬*高)300mm*74mm*118mm，可以方便安裝于各種規格的加工中心、數控銑床等設備中，快速、準確的完成刀具動態跳動測量，利用系統的控制輸出接口可以實現和機床數控系統通信，自動記錄測量數據，使用更為簡便、快速。

附圖說明

圖1(a)為傳統點光源式圖像傳感器數十微米分辨率示意圖；