專利名稱：砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及精密刀具加工設備領域，特別涉及一種砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統。
背景技術：
刀具(Cutting Tool)作為接觸式加工中不可缺少的精密工具，其自身精度對于零件的加工精度可產生直接影響。精密刀具的加工，通常是在由X軸、Y軸、Z軸(沿對應坐標軸方向的平移軸)和B軸、C軸(精密旋轉軸)所組成的五軸聯動磨床上進行的，其中X軸、Y軸構成水平面垂直二維運動平臺，Z軸垂直于該水平面，B軸固定在Z軸上，帶有砂輪的主軸固定在B軸下方的輸出端。而制作精密刀具的毛胚料，則是通過無心磨床或外圓磨床加工而成的、包括各種直徑規格的精密研磨棒料，在這些刀具棒料中存在著直徑公差分布不均勻甚至部分超差的現象。為保證所加工刀具的特征尺寸精度，五軸聯動磨床上的砂輪與刀具棒料之間的相對距離必須嚴格控制。然而在相關技術中，砂輪在經過初始調整后即固定位置不變，當棒料存在局部超差時，其與砂輪的相對距離變化將導致所加工刀具的特征尺寸超差。為避免上述情況發生，相關技術還采用上料前預先檢測棒料直徑是否超差的方法，然而這種方法會造成以下四方面的問題:其一，在預檢過程中檢查出局部超差的棒料只能報廢處理，造成資源浪費；其二，超差區域被漏檢的棒料在加工后具有超差的特征尺寸，仍然只能報廢處理，造成更大的資源浪費；其三，檢測工序繁瑣，增加時間、人工成本；其四，在預檢過程中有可能造成棒料損傷。

發明內容
針對現有刀具加工裝置中砂輪只能按預先設定程序運動、不能即時調整其與刀具棒料的相對距離所導致的產品報廢率高、工序繁瑣、成本高的上述缺陷和問題，本發明的目的是提供一種配合現有設備使用的、能夠實時測量砂輪與棒料的間距變化并即時調整砂輪高度的砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統。為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案:一種砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統，其特征在于，包括測頭、計算模塊，所述測頭包括光束發生器、接收感應器、安裝座，其通過安裝座安裝在機床中垂直于水平面的平移軸上，與同樣安裝在該軸上的砂輪保持同步的軸向運動，所述計算模塊用于計算砂輪與刀具棒料下刀點的距離偏差，以及對加工程序的補償和修正，其與用于控制砂輪運動的數控系統通過電路連接，其通過輸入端與接收感應器連接。作為上述技術方案的優選，所述計算模塊的輸入端與接收感應器通過網線連接。作為上述技術方案的優選，所述測頭位于機床中用于夾持刀具棒料的精密旋轉軸和砂輪之間。作為上述技術方案的優選，所述測頭位于刀具棒料上方，其所發出的測量光束照射在刀具棒料上。作為上述技術方案的優選，所述計算模塊與用于控制砂輪運動的數控系統安裝在計算機中。本發明還提供一種砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統的使用方法，其特征在于，含有以下步驟:Ql:將測頭安裝在機床中沿垂直于水平面方向運動的平移軸上，以及用于夾持刀具棒料的精密旋轉軸和砂輪之間，調整測頭相對于刀具棒料的位置，使其所發出的測量光束可以照射在刀具棒料上；將計算模塊安裝在計算機中，與用于控制砂輪運動的數控系統電路連接；Q2:打開光束發生器，持續發射測量光束；進給刀具棒料，使其陸續通過測量光束所在區域，測量光束在達到棒料表面后形成反射并由接收感應器接收，通過接收感應器讀取砂輪與棒料下刀點之間距離的實際值h，然后發送至計算模塊；Q3:計算模塊調用加工程序，查找出與實際值h相對應的理論值h’，計算出兩者之間的差值Ah，然后將Ah值實時補償至加工程序中，生成修正后的加工程序，再將修正程序輸出至數控系統以替換原有程序；Q4:數控系統控制砂輪按照修正后的加工程序進行加工。本發明提供的砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統，其測頭與砂輪保持同步運動，通過實時監控測量光束的長度以確定砂輪與棒料的間距變化情況，計算模塊在獲得測量數據后，對加工程序進行數據補償，從而即時修正加工參數。該系統與現有設備配合使用，可在加工過程中對每個區域進行預先測量和實時差值補償，使砂輪根據棒料的尺寸變化情況進行相應位移調整，從而嚴格控制其相對距離，因此能夠提高刀具的特征尺寸精度和產品合格率，從而降低生產成本、提高資源的有效利用率。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例的砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統的結構示意圖。圖2為本發明實施例的砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統的使用方法的步驟流程不意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明的附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。如圖1所示，本發明實施例提供的一種砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統，包括測頭1、計算模塊2，所述測頭I包括光束發生器11、接收感應器12、安裝座13，其通過安裝座13安裝在機床中垂直于水平面的平移軸91上，與同樣安裝在該軸上的砂輪92保持同步的軸向運動，所述計算模塊2用于計算砂輪92與刀具棒料93下刀點的距離偏差，以及對加工程序的補償和修正，其與用于控制砂輪92運動的數控系統94通過電路連接，其通過輸入端21與接收感應器12連接。如圖1所示，所述計算模塊2的輸入端21與接收感應器12通過網線95連接。所述測頭I位于機床中用于夾持刀具棒料93的精密旋轉軸96和砂輪92之間。所述測頭I位于刀具棒料93的垂直上方。所述計算模塊2與用于控制砂輪92運動的數控系統94安裝在計算機97中。如圖1所示，向下的箭頭表示由光束發生器11所發出的測量光束，向上的箭頭表示反射至接收感應器12的反射光束。圖1中的虛線部分表示砂輪92與數控系統94的原有連接方式。如圖2所示，本發明實施例還提供相應的使用方法，含有以下步驟:將測頭安裝在機床中沿垂直于水平面方向運動的平移軸上，以及用于夾持刀具棒料的精密旋轉軸和砂輪之間，調整測頭相對于刀具棒料的位置，使其所發出的測量光束可以照射在刀具棒料上，將計算模塊安裝在計算機中，與用于控制砂輪運動的數控系統電路連接；打開光束發生器，持續發射測量光束，進給刀具棒料，使其陸續通過測量光束所在區域，測量光束在達到棒料表面后形成反射并由接收感應器接收，通過接收感應器讀取砂輪與棒料下刀點之間距離的實際值h，然后發送至計算模塊；計算模塊調用加工程序，查找出與實際值h相對應的理論值h’，計算出兩者之間的差值Ah，然后將Ah值實時補償至加工程序中，生成修正后的加工程序，再將修正程序輸出至數控系統以替換原有程序；數控系統控制砂輪按照修正后的加工程序進行加工。本發明所提供的砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統，利用測量光束預先檢測刀具棒料不同區域的尺寸變化情況，并將測量結果通過網絡實時傳輸至計算機，由計算模塊計算出砂輪與棒料下刀點之間的距離偏差，然后將差值即時補償至加工程序以進行修正、替換，從而使砂輪即使在棒料尺寸發生異常變化時也能夠預先調整高度，保證刀具的特征尺寸精度加工不受影響。測頭與砂輪固定在相同的垂直平移軸上，可以精確地控制砂輪與棒料下刀點之間的相對距離。本發明解決了傳統工藝中砂輪只能按預先設定程序運動、不能即時調整其與刀具棒料的相對距離的缺陷和問題，因此提高了精密刀具加工的工作效率、自動化程度和資源利用率，保證了刀具的特征尺寸精度，同時降低了生產成本。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統，其特征在于，包括測頭、計算模塊，所述測頭包括光束發生器、接收感應器、安裝座，其通過安裝座安裝在機床中垂直于水平面的平移軸上，與同樣安裝在該軸上的砂輪保持同步的軸向運動，所述計算模塊用于計算砂輪與刀具棒料下刀點的距離偏差，以及對加工程序的補償和修正，其與用于控制砂輪運動的數控系統通過電路連接，其通過輸入端與接收感應器連接。
2.根據權利要求1所述的一種砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統，其特征在于，所述計算模塊的輸入端與接收感應器通過網線連接。
3.根據權利要求1所述的一種砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統，其特征在于，所述測頭位于機床中用于夾持刀具棒料的精密旋轉軸和砂輪之間。
4.根據權利要求3所述的一種砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統，其特征在于，所述測頭位于刀具棒料上方，其所發出的測量光束照射在刀具棒料上。
5.根據權利要求1所述的一種砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統，其特征在于，所述計算模塊與用于控制砂輪運動的數控系統安裝在計算機中。
6.一種砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統的使用方法，其特征在于，含有以下步驟: Ql:將測頭安裝在機床中沿垂直于水平面方向運動的平移軸上，以及用于夾持刀具棒料的精密旋轉軸和砂輪之間，調整測頭相對于刀具棒料的位置，使其所發出的測量光束可以照射在刀具棒料上；將計算模塊安裝在計算機中，與用于控制砂輪運動的數控系統電路連接； Q2:打開光束發生器，持續發射測量光束；進給刀具棒料，使其陸續通過測量光束所在區域，測量光束在達到棒料表面后形成反射并由接收感應器接收，通過接收感應器讀取砂輪與棒料下刀點之間距離的實際值h，然后發送至計算模塊； Q3:計算模塊調用加工程序，查找出與實際值h相對應的理論值h’，計算出兩者之間的差值Ah，然后將Ah值實時補償至加工程序中，生成修正后的加工程序，再將修正程序輸出至數控系統以替換原有程序； Q4:數控系統控制砂輪按照修正后的加工程序進行加工。
全文摘要
本發明提供一種砂輪隨動式刀具棒料加工控制系統，包括測頭、計算模塊，所述測頭包括光束發生器、接收感應器，其通過安裝座安裝在機床中垂直于水平面的平移軸上，與同樣安裝在該軸上的砂輪保持同步軸向運動，所述計算模塊與原有的數控系統通過電路連接，其輸入端與接收感應器相連接。該系統利用測量光束的長度變化，實時監控砂輪與棒料之間的距離情況，然后將測量結果傳輸至計算模塊，由后者計算出補償數據后，對加工程序進行修正，從而實現砂輪高度的預先調整。該系統與現有設備配合使用，可在加工過程中預先檢測出棒料尺寸的變化情況并即時控制砂輪執行偏差補償，因此能夠提高刀具的加工精度和合格率，降低成本，提高生產效率和資源利用率。
文檔編號B24B49/12GK103144038SQ201310069348
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者崔華 申請人:昆山允可精密工業技術有限公司