CN111283473A - 一种用于数控机床的缓冲型精准对刀装置及对刀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于数控机床的缓冲型精准对刀装置及对刀方法，采用的方案是：包括刀具座、座体转动机构、对刀机构、前后移动机构、螺旋升降机构以及固定座，所述刀具座安装在座体转动机构上并由座体转动机构驱动进行转动，所述固定座位于刀具座的一侧，所述对刀机构通过在前后移动机构安装在固定座上，并且前后移动机构与固定座啮合连接，所述螺旋升降机构安装在对刀机构的底部且二者螺纹连接，所述对刀机构与螺旋升降机构一同随前后移动机构移动。通过机械式的调节以缩短数控设备的停机准备时间，在保证对刀准确性的基础上加快对刀效率。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构工程领域，尤其涉及一种用于数控机床的缓冲型精准对刀装置。
背景技术
对刀装置广泛应用于数控机床领域，在工件加工时，工件的装卸以及刀具调整等时间占用了相当多的加工周期比例，其中，刀具的调整耗时耗力，不易调整准确，还需要试切，就导致刀面有试切痕迹，但大部分工件表面为基准面不允许有试切痕迹。
目前，为了避免上述出现的问题，很多机床上利用对刀仪来进行对刀，当对Z轴进行对刀时，刀具不旋转，通过Z轴对刀仪间接的得到刀具和工件的相对位置关系，虽然利用对刀仪能够保证对刀的精确性，但是，对于一些特殊的工件，没有一个平整的表面来安放Z轴对刀仪，并且这种对刀方式为在线对刀，需要在机床上直接进行操作，大大增加了数控设备的停机准备时间，导致加工效率的降低。
因此，针对将现有数控机床上的对刀仪存在停机准备时间长导致加工效率的降低的问题，研发一种能够有效保证对刀精度的情况下缩短停机准备时间的精准对刀装置是急需解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，以解决目前数控机床上的对刀仪存在停机准备时间长导致加工效率的降低的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，包括刀具座、座体转动机构、对刀机构、前后移动机构、螺旋升降机构以及固定座，所述刀具座安装在座体转动机构上并由座体转动机构驱动进行转动，所述固定座位于刀具座的一侧，所述对刀机构通过在前后移动机构安装在固定座上，并且前后移动机构与固定座啮合连接，所述螺旋升降机构安装在对刀机构的底部且二者螺纹连接，所述对刀机构与螺旋升降机构一同随前后移动机构移动；所述对刀机构包括支撑体、刀具测头、测杆、以及测试表，所述支撑体的内部设置有一腔室，所述测杆安装在腔室中并通过连接组件和定位组件与支撑体连接，所述刀具测头的一端露在支撑体的外部，所述刀具测头的另一端与测杆的下部连接，所述刀具测头与测杆垂直，所述测杆的上部连接有平测头，所述平测头安装在支撑体上，所述测试表的底部垂直接触平测头并与平测头点接触，所述测试表通过支架安装在支撑体上，所述刀具测头与所述测试表平行且位于支撑体的同一侧。通过刀具座来安装刀具，并利用座体转动机构带动刀具座来回转动进而带动刀具转动，通过前后移动机构与固定座的啮合连接实现更加精准的控制对刀机构前后移动，通过螺旋升降机构带动对刀机构做上下运动，与前后移动机构配合实现对刀机构前后上下位置的调节，机械式的调节以缩短数控设备的停机准备时间，进而加快对刀效率。通过刀具测头的测量端部对准刀具固定装置方向，将刀具的对刀移动量传到测杆上，测杆再将此移动量传到平测头，平测头与测杆为过盈配合关系，测杆移动时带着平测头移动，进而将刀具测头的移动量反馈到第一机械表上，测试表与平测头点接触，保证测得数据的准确性，提高了测量精度进而有效保证了对刀精度。
进一步的，所述定位组件包括复位弹簧和限位螺钉，所述复位弹簧的一端与所述测杆连接，所述复位弹簧的另一端通过弹簧座安装在支撑体上，所述限位螺螺钉可拆卸地安装在支撑体上并且位于复位弹簧的相对端，所述限位螺钉的球头端与所述测杆接触。通过弹簧和限位螺钉的共同作用实现对测杆的平衡定位，以此来保证测杆位移量反应的准确性。
进一步的，所述连接组件包括第一螺钉和第二螺钉，所述第一螺钉穿过支撑体的下部与测杆下部连接，所述第二螺钉穿过支撑体的上部与测杆上部连接，所述第一螺钉与第二螺钉成角度设置。通过第一螺钉与第二螺钉起到对测杆的支撑作用，二者成角度设置，将测杆稳定支撑在支撑体的腔室中。
进一步的，所述测杆上还连接有稳固件，所述稳固件位于所述平测头的相对侧且二者位于同一高度。通过稳固件来进一步提高平测头反应位移量的准确性。
进一步的，所述前后移动机构包括支撑底座和侧齿轮，所述支撑体的底部安装在支撑底座上，所述侧齿轮通过转轴与支撑底座连接，所述固定座的两侧壁上部设置有齿条，所述侧齿轮与齿条啮合连接，其中一个所述侧齿轮上连接有手柄。通过齿轮与齿条的啮合连接，使用时摇动手柄即可实现对刀机构的前后移动，调节测头与刀具之间的位置关系，根据实际情况可控性强。
进一步的，所述支撑底座的底部设置有滑槽，所述固定座的中间槽上设置有滑轨，所述滑槽与滑轨配合连接。以增强支撑体移动时的稳定性。
进一步的，所述螺旋升降机构包括旋动螺帽和角度保持组件，所述支撑体的底部外表面设置有螺纹段，所述旋动螺帽可转动地安装在支撑底座的上部，所述旋动螺帽的内圆周面上设置有内螺纹，所述旋动螺帽与螺纹段螺纹连接，所述角度保持组件能够使支撑体上下移动时角度不变。通过手动拧旋动螺帽来调节支撑体的高度，进而调节测头的高度以适应刀具位置。
进一步的，所述角度保持组件包括竖向板，所述竖向板固定在支撑底座上，所述竖向板上开设有竖向孔，所述支撑体上固连有保持杆，所述保持杆穿过竖向孔与挡板连接。当拧旋动螺帽时，支撑体也会随着转动，为了防止此现象发生，通过设置一保持杆与一限位用竖向孔配合，实现拧动旋动螺帽时支撑体仅能够上下移动，保证角度不变。
进一步的，所述座体转动机构包括第一伞齿轮、第二伞齿轮、第一齿轮、第二齿轮、手柄和电机，所述第一伞齿轮通过转轴与手柄连接，所述第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合连接，所述第二伞齿轮通过转轴与刀具座连接，所述第一齿轮通过转轴与刀具座连接，所述第一齿轮位于第二伞齿轮的下方，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接，所述第二齿轮与电机传动连接。既可以通过手摇手柄实现刀具座的转动，也可通过电机驱动实现刀具座的转动，根据实际情况选择，提高刀具转动控制的准确性。
本方案还提供了一种对刀方法，包括上述的缓冲型精准对刀装置，还包括以下步骤：
A1：在刀具座上安装刀具，通过座体转动机构调整刀具座的角度进而调整刀具的角度；
A2：通过前后移动机构调整刀具测头与刀具之间的水平位置关系；
A3：通过螺旋升降机构调整刀具测头与刀具之间的竖直位置关系；
A4：通过刀具测头的测量端部对准刀具固定装置方向，将刀具的对刀移动量传到测杆上；
A5：通过测杆再将此移动量传到平测头，测杆移动时带着平测头移动，将刀具测头的移动量反馈到第一机械表上。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本方案提供了一种高效高对刀精度的数控机床对刀装置，通过刀具座来安装刀具，并利用座体转动机构带动刀具座来回转动进而带动刀具转动，通过前后移动机构与固定座的啮合连接实现更加精准的控制对刀机构前后移动，通过螺旋升降机构带动对刀机构做上下运动，与前后移动机构配合实现对刀机构前后上下位置的调节，机械式的调节以缩短数控设备的停机准备时间，进而加快对刀效率。通过刀具测头的测量端部对准刀具固定装置方向，将刀具的对刀移动量传到测杆上，测杆再将此移动量传到平测头，平测头与测杆为过盈配合关系，测杆移动时带着平测头移动，进而将刀具测头的移动量反馈到第一机械表上，测试表与平测头点接触，保证测得数据的准确性，提高了测量精度进而有效保证了对刀精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式中的结构示意图。
图2为图1的主视图。
图3为本发明具体实施方式中的透视结构示意图。
图4为图3的侧视图。
图5为部分对刀机构的结构示意图。
图6为体现前后移动机构及螺旋升降机构的结构示意图。
图7为体现刀具座和座体转动机构的结构示意图。
图中，1、对刀机构，2、螺旋升降机构，3、前后移动机构，4、固定座，5、刀具座，6、座体转动机构，9、手柄，101、刀具测头，102、测杆，103、平测头，104、测试表，105、弹簧座，106、稳固件，107、第二螺钉，108、限位螺钉，109、第一螺钉，110、支撑体，111、支架，112、复位弹簧，201、螺纹段，202、旋动螺帽，203、支撑底座，204、竖向板，205、保持杆，206、竖向孔，207、挡板，301、侧齿轮，401、侧壁，402、齿条，403、滑轨，61、第一伞齿轮，62、第二伞齿轮，63、第一齿轮，64、第二齿轮，65、电机。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
具体实施方式1
如图1-图7所示，本发明提供了一种用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，包括刀具座5、座体转动机构6、对刀机构1、前后移动机构3、螺旋升降机构2以及固定座4，刀具座5安装在座体转动机构6上并由座体转动机构6驱动进行转动，固定座4位于刀具座5的一侧，对刀机构1通过在前后移动机构3安装在固定座4上，并且前后移动机构3与固定座4啮合连接，螺旋升降机构2安装在对刀机构1的底部且二者螺纹连接，对刀机构1与螺旋升降机构2一同随前后移动机构3移动；对刀机构1包括支撑体110、刀具测头101、测杆102、以及测试表104，支撑体110的内部设置有一腔室，测杆102安装在腔室中并通过连接组件和定位组件与支撑体110连接，刀具测头101的一端露在支撑体110的外部，刀具测头101的另一端与测杆102的下部连接，刀具测头101与测杆102垂直，测杆102的上部连接有平测头103，平测头103安装在支撑体110上，测试表104的底部垂直接触平测头103并与平测头103点接触，测试表104通过支架111安装在支撑体110上，刀具测头101与测试表104平行且位于支撑体110的同一侧。通过刀具座5来安装刀具，并利用座体转动机构6带动刀具座5来回转动进而带动刀具转动，通过前后移动机构3与固定座4的啮合连接实现更加精准的控制对刀机构1前后移动，通过螺旋升降机构2带动对刀机构1做上下运动，与前后移动机构3配合实现对刀机构1前后上下位置的调节，机械式的调节以缩短数控设备的停机准备时间，进而加快对刀效率。通过刀具测头101的测量端部对准刀具固定装置方向，将刀具的对刀移动量传到测杆102上，测杆102再将此移动量传到平测头103，平测头103与测杆102为过盈配合关系，测杆102移动时带着平测头103移动，进而将刀具测头101的移动量反馈到第一机械表上，测试表104与平测头103点接触，保证测得数据的准确性，提高了测量精度进而有效保证了对刀精度。
具体的，定位组件包括复位弹簧112和限位螺钉108，复位弹簧112的一端与测杆102连接，复位弹簧112的另一端通过弹簧座105安装在支撑体110上，限位螺螺钉可拆卸地安装在支撑体110上并且位于复位弹簧112的相对端，限位螺钉108的球头端与测杆102接触，通过弹簧和限位螺钉108的共同作用实现对测杆102的平衡定位，以此来保证测杆102位移量反应的准确性。连接组件包括第一螺钉109和第二螺钉107，第一螺钉109穿过支撑体110的下部与测杆102下部连接，第二螺钉107穿过支撑体110的上部与测杆102上部连接，第一螺钉109与第二螺钉107成角度设置，通过第一螺钉109与第二螺钉107起到对测杆102的支撑作用，二者成角度设置，将测杆102稳定支撑在支撑体110的腔室中。进一步的改进方案还有，测杆102上还连接有稳固件106，稳固件106位于平测头103的相对侧且二者位于同一高度。通过稳固件106来进一步提高平测头103反应位移量的准确性。
其中，前后移动机构3包括支撑底座203和侧齿轮301，支撑体110的底部安装在支撑底座203上，侧齿轮301通过转轴与支撑底座203连接，固定座4的两侧壁401上部设置有齿条402，侧齿轮301与齿条402啮合连接，其中一个侧齿轮301上连接有手柄9，支撑底座203的底部设置有滑槽，固定座4的中间槽上设置有滑轨403，滑槽与滑轨403配合连接。以增强支撑体110移动时的稳定性，通过齿轮与齿条402的啮合连接，使用时摇动手柄9即可实现对刀机构1的前后移动，调节测头与刀具之间的位置关系，根据实际情况可控性强。
其中，螺旋升降机构2包括旋动螺帽202和角度保持组件，支撑体110的底部外表面设置有螺纹段201，旋动螺帽202可转动地安装在支撑底座203的上部，旋动螺帽202的内圆周面上设置有内螺纹，旋动螺帽202与螺纹段201螺纹连接，角度保持组件能够使支撑体110上下移动时角度不变，通过手动拧旋动螺帽202来调节支撑体110的高度，进而调节测头的高度以适应刀具位置，具体的，角度保持组件包括竖向板204，竖向板204固定在支撑底座203上，竖向板204上开设有竖向孔206，支撑体110上固连有保持杆205，保持杆205穿过竖向孔206与挡板207连接。当拧旋动螺帽202时，支撑体110也会随着转动，为了防止此现象发生，通过设置一保持杆205与一限位用竖向孔206配合，实现拧动旋动螺帽202时支撑体110仅能够上下移动，保证角度不变。
另外，座体转动机构6包括第一伞齿轮61、第二伞齿轮62、第一齿轮63、第二齿轮64、手柄9和电机65，第一伞齿轮61通过转轴与手柄9连接，第一伞齿轮61与第二伞齿轮62啮合连接，第二伞齿轮62通过转轴与刀具座5连接，第一齿轮63通过转轴与刀具座5连接，第一齿轮63位于第二伞齿轮62的下方，第一齿轮63与第二齿轮64啮合连接，第二齿轮64与电机65传动连接，既可以通过手摇手柄9实现刀具座5的转动，也可通过电机65驱动实现刀具座5的转动，根据实际情况选择，提高刀具转动控制的准确性。
具体实施方式2
本具体实施方式在具体实施方式1的基础上，提供了一种对刀方法，包括具体实施方式1中的缓冲型精准对刀装置，还包括以下步骤：
A1：在刀具座5上安装刀具，通过座体转动机构6调整刀具座5的角度进而调整刀具的角度；
A2：通过前后移动机构3调整刀具测头101与刀具之间的水平位置关系；
A3：通过螺旋升降机构2调整刀具测头101与刀具之间的竖直位置关系；
A4：通过刀具测头101的测量端部对准刀具固定装置方向，将刀具的对刀移动量传到测杆102上；
A5：通过测杆102再将此移动量传到平测头103，测杆102移动时带着平测头103移动，将刀具测头101的移动量反馈到第一机械表上。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”“内侧”等(如果存在)是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，包括刀具座(5)、座体转动机构(6)、对刀机构(1)、前后移动机构(3)、螺旋升降机构(2)以及固定座(4)，所述刀具座(5)安装在座体转动机构(6)上并由座体转动机构(6)驱动进行转动，所述固定座(4)位于刀具座(5)的一侧，所述对刀机构(1)通过在前后移动机构(3)安装在固定座(4)上，并且前后移动机构(3)与固定座(4)啮合连接，所述螺旋升降机构(2)安装在对刀机构(1)的底部且二者螺纹连接，所述对刀机构(1)与螺旋升降机构(2)一同随前后移动机构(3)移动；所述对刀机构(1)包括支撑体(110)、刀具测头(101)、测杆(102)、以及测试表(104)，所述支撑体(110)的内部设置有一腔室，所述测杆(102)安装在腔室中并通过连接组件和定位组件一同与支撑体(110)连接，所述刀具测头(101)的一端露在支撑体(110)的外部，所述刀具测头(101)的另一端与测杆(102)的下部连接，所述刀具测头(101)与测杆(102)垂直，所述测杆(102)的上部连接有平测头(103)，所述平测头(103)安装在支撑体(110)上，所述测试表(104)的底部垂直接触平测头(103)并与平测头(103)点接触，所述测试表(104)通过支架(111)安装在支撑体(110)上，所述刀具测头(101)与所述测试表(104)平行且位于支撑体(110)的同一侧。
2.如权利要求1所述的用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，其特征在于，所述定位组件包括复位弹簧(112)和限位螺钉(108)，所述复位弹簧(112)的一端与所述测杆(102)连接，所述复位弹簧(112)的另一端通过弹簧座(105)安装在支撑体(110)上，所述限位螺螺钉可拆卸地安装在支撑体(110)上并且位于复位弹簧(112)的相对端，所述限位螺钉(108)的球头端与所述测杆(102)接触。
3.如权利要求2所述的用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，其特征在于，所述连接组件包括第一螺钉(109)和第二螺钉(107)，所述第一螺钉(109)穿过支撑体(110)的下部与测杆(102)下部连接，所述第二螺钉(107)穿过支撑体(110)的上部与测杆(102)上部连接，所述第一螺钉(109)与第二螺钉(107)成角度设置。
4.如权利要求3所述的用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，其特征在于，所述测杆(102)上还连接有稳固件(106)，所述稳固件(106)位于所述平测头(103)的相对侧且二者位于同一高度。
5.如权利要求1-4任一所述的用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，其特征在于，所述前后移动机构(3)包括支撑底座(203)和侧齿轮(301)，所述支撑体(110)的底部安装在支撑底座(203)上，所述侧齿轮(301)通过转轴与支撑底座(203)连接，所述固定座(4)的两侧壁(401)上部设置有齿条(402)，所述侧齿轮(301)与齿条(402)啮合连接，其中一个所述侧齿轮(301)上连接有手柄(9)。
6.如权利要求5所述的用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，其特征在于，所述支撑底座(203)的底部设置有滑槽，所述固定座(4)的中间槽上设置有滑轨(403)，所述滑槽与滑轨(403)配合连接。
7.如权利要求5所述的用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，其特征在于，所述螺旋升降机构(2)包括旋动螺帽(202)和角度保持组件，所述支撑体(110)的底部外表面设置有螺纹段(201)，所述旋动螺帽(202)可转动地安装在支撑底座(203)的上部，所述旋动螺帽(202)的内圆周面上设置有内螺纹，所述旋动螺帽(202)与螺纹段(201)螺纹连接，所述角度保持组件能够使支撑体(110)上下移动时角度不变。
8.如权利要求7所述的用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，其特征在于，所述角度保持组件包括竖向板(204)，所述竖向板(204)固定在支撑底座(203)上，所述竖向板(204)上开设有竖向孔(206)，所述支撑体(110)上固连有保持杆(205)，所述保持杆(205)穿过竖向孔(206)与挡板(207)连接。
9.如权利要求5所述的用于数控机床的缓冲型精准对刀装置，其特征在于，所述座体转动机构(6)包括第一伞齿轮(61)、第二伞齿轮(62)、第一齿轮(63)、第二齿轮(64)、手柄(9)和电机(65)，所述第一伞齿轮(61)通过转轴与手柄(9)连接，所述第一伞齿轮(61)与第二伞齿轮(62)啮合连接，所述第二伞齿轮(62)通过转轴与刀具座(5)连接，所述第一齿轮(63)通过转轴与刀具座(5)连接，所述第一齿轮(63)位于第二伞齿轮(62)的下方，所述第一齿轮(63)与第二齿轮(64)啮合连接，所述第二齿轮(64)与电机(65)传动连接。
10.一种对刀方法，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的缓冲型精准对刀装置，还包括以下步骤：
A1：在刀具座(5)上安装刀具，通过座体转动机构(6)调整刀具座(5)的角度进而调整刀具的角度；
A2：通过前后移动机构(3)调整刀具测头(101)与刀具之间的水平位置关系；
A3：通过螺旋升降机构(2)调整刀具测头(101)与刀具之间的竖直位置关系；
A4：通过刀具测头(101)的测量端部对准刀具固定装置方向，将刀具的对刀移动量传到测杆(102)上；
A5：通过测杆(102)再将此移动量传到平测头(103)，测杆(102)移动时带着平测头(103)移动，将刀具测头(101)的移动量反馈到第一机械表上。
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