[發明專利]一種數控機床工件實時在線監測裝置

在審

• 申請號: 202110756034.3
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113319651A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 馬洪亮;王俊峰;董學哲;焦建華;季衛東;白光勇;李原良;王雷;馬偉明;周冬;陳雪
• 申請（專利權）人: 齊重數控裝備股份有限公司
• 主分類號: B23Q17/20
• 分類號: B23Q17/20
• 代理公司: 齊齊哈爾鶴城專利代理有限公司 23207
• 代理人: 葉仲剛

本發明公開了一種數控機床工件實時在線監測裝置，屬于機床設備技術領域。傳感器安裝座與過渡盤通過螺釘固定連接，激光傳感器安裝在傳感器安裝座上，激光傳感器的數據傳輸線纜端部設有移動接頭，過渡盤通過其上部的錐柄拉釘與橫縱位移調節裝置固定連接，固定接頭安裝在橫縱位移調節裝置下端面，移動接頭與固定接頭連接，固定接頭尾端連接的數據傳輸線纜與上位機連接，橫縱位移調節裝置位于機床工作臺上工件的左側，刀具位于機床工作臺上工件的右側，橫縱位移調節裝置控制激光傳感器與工件保持非接觸狀態，激光傳感器在機床切削狀態下實時在線測量其與工件表面之間的位移值，通過上位機解算測量數據可得到工件的各項誤差等精度數據。

技術領域

本發明涉及一種數控機床工件實時在線監測裝置，屬于機床設備技術領域。

背景技術

大型數控機床由于其大尺寸、大載荷的特點，在加工大型工件時往往會產生大的去除量，大尺度范圍內，工件誤差量增大。目前，數控機床的工件精度測量只能在完成一定工序后停機在位檢測，或是移動至專用檢測平臺進行精度測量，嚴重影響加工效率。由于現有測量手段均采用接觸式測量方式，無法實現數控機床工作時實時在線測量，制約了數控機床實時精度補償技術的發展，限制了數控機床加工精度的進一步提高。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的不足，本發明提供了一種數控機床工件實時在線監測裝置。該裝置在與工件保持非接觸狀態下，實時在線測量其與工件表面之間的位移值，并將測量數據通過數據傳輸線纜傳送至上位機，利用檢測的參數，通過上位機解算數據，可以得到工件的幾何尺寸精度、圓度誤差、圓柱度誤差、工件安裝偏心量及機床主軸回轉誤差等精度數據。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種數控機床工件實時在線監測裝置，包括激光傳感器、傳感器安裝座、過渡盤、螺釘、移動接頭、固定接頭、數據傳輸線纜和橫縱位移調節裝置，傳感器安裝座與過渡盤通過螺釘固定連接，激光傳感器安裝在傳感器安裝座上，激光傳感器的數據傳輸線纜端部設有移動接頭，移動接頭可與傳感器安裝座隨動，過渡盤通過其上部的錐柄拉釘與橫縱位移調節裝置固定連接，固定接頭安裝在橫縱位移調節裝置下端面，移動接頭與固定接頭連接，固定接頭尾端連接的數據傳輸線纜與上位機連接，所述的橫縱位移調節裝置為左數控刀架，過渡盤上部的錐柄可在左數控刀架的內錐孔處精確定位，并被牢固拉緊，固定接頭安裝在左數控刀架下端面，固定接頭尾端連接的數據傳輸線纜位于左數控刀架內的通道內，并與上位機連接，左數控刀架由數控機床精準控制，左數控刀架位于機床工作臺上工件的左側，右數控刀架位于機床工作臺上工件的右側，右數控刀架上安裝刀具，用于切削，左數控刀架控制激光傳感器與工件保持非接觸狀態，并確定激光傳感器的檢測位置，用于實時監測，在無需監測時，可直接拆卸過渡盤，更換刀具，用于雙刀加工。

數控機床工作時，機床工作臺帶動工件旋轉，刀具切削工件，激光傳感器與工件保持非接觸狀態，并在數控機床工作狀態下實時在線測量其與工件表面之間的位移值，并將測量數據通過數據傳輸線纜傳送至上位機，上位機解算數據，可得到工件的幾何尺寸精度、圓度誤差、圓柱度誤差、工件安裝偏心量及機床主軸回轉誤差等精度數據。

當工件高度變化時，通過橫縱位移調節裝置驅動激光傳感器、傳感器安裝座等組件在垂直方向運動，確保激光傳感器在垂直方向精確定位，實現工件高度方向的變化測量。當工件直徑變化時，橫縱位移調節裝置驅動激光傳感器、傳感器安裝座等組件在水平方向運動，確保激光傳感器在水平方向精確定位，實現工件直徑方向的變化測量。