[发明专利]一种数控机床的快速对刀装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控机床的对刀技术领域，尤其是一种数控机床的快速对刀装置及其方法。

背景技术

数控机床在加工前，需要进行对刀操作，从而保证刀具和加工件位于待加工的原始位置。除了传统的试切法和对刀仪检测法之外，现有技术中，还提供了如下的几种对刀方法：

中国发明专利CN 102091969 B提供了一种利用电压信号进行非接触式的对刀方法；

中国发明专利CN 102172846 B提供了一种使用光电传感器捕捉光信号而进行对刀的方法；

中国发明专利CN 102699359 B提供了一种基于图像分析处理进行对刀的方法；

中国发明专利申请CN 104190963 A提供了一种基于机器视觉系统的对刀方法。

不过无论上述哪种对刀方法，都是通过对于目标信号的单向反馈进行对刀操作的，速度较慢，调整过程中容易受到外部干扰而出现调整系统的振荡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种数控机床的快速对刀装置及其方法，能够解决现有技术的不足，提高了调整系统的抗干扰性，加快了对刀操作的速度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种数控机床的快速对刀装置，包括安装在刀具基座上的若干个激光发射器，以及安装在工件基座上的第一激光接收器和若干个第二激光接收器，第二激光接收器位于第一激光接收器的外侧并与第一激光接收器同心设置，部分激光发射器直接照射在第一激光接收器上，另一部分激光发射器通过若干个反光片的反射照射在第二激光接收器上，第一激光接收器和第二激光接收器与控制器通讯连接。

作为优选，所述反光片固定在夹持框内，夹持框的两端铰接有支撑杆，支撑杆的另一端固定在工件基座上。

作为优选，所述夹持框的侧壁内侧设置有弹簧片，弹簧片包括第一弧形部、第二弧形部和第三弧形部，第一弧形部与第三弧形部向夹持框内侧凸起，第二弧形部向夹持框的外侧凸起，第三弧形部的横向宽度大于第一弧形部的横向宽度。

作为优选，所述第二弧形部上设置有橡胶层。

作为优选，所述支撑杆顶部设置有矩形凹槽，矩形凹槽内壁的两侧分别设置有第一弧形凹槽和第二弧形凹槽，夹持框的底部设置有与矩形凹槽相配合的橡胶底座。

一种使用上述的数控机床的快速对刀装置进行快速对刀的方法，包括以下步骤：

A、激光发射器发出激光信号，第一激光接收器和第二激光接收器对不同激光发射器发出的激光信号进行接收；

B、控制器首先根据第一激光接收器接收到的激光光斑位置对刀具基座的位置进行一次调整，然后控制器根据第二激光接收器接收到的激光光斑位置对工件基座的位置进行一次调整，并依此循环；

C、建立第一激光接收器上激光光斑变化与第二激光接收器上激光光斑变化的关系的正向传递函数，以及第二激光接收器上激光光斑变化与第一激光接收器上激光光斑变化的关系的反向传递函数，在控制器每次做出任意一个基座的位置调整后，使用相应的传递函数对另一个基座的位置进行调整；

D、经过上述循环调整，逐渐将刀具的位置调整至预期位置。

作为优选，所述刀具基座和工件基座的每次位置调整，其实际调整量保持在控制器计算调整量的90％。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明针对现有技术的缺陷，通过设计两套位置监测装置，同时对刀具的位置和工件的位置进行调整，从而缩短原本的调整时间。在此基础上，通过建立连接两套监测装置的正向传递函数和反向传递函数，可以实现两个调整过程中重复的调整步骤的合并简化，从而进一步缩短调整时间，而且传递函数还可以对于调整过程中两个监测装置之间的相互干扰进行抑制，减少外部干扰。在每次位置调整时将实际调整量控制在计算调整量的90％，可以对机械部件的惯性进行充分的缓冲，从而提高单次调整的精确度，减少调整次数，从而缩短调整时间。针对本发明中反光片的使用容易受到外部振动的影响而对于激光的反射造成扰动的问题，对于发光片的固定结构进行了针对性的设计和改进，提高了整个系统在急性位置调节时反光片固定的稳定性，从而减少了外部机械振动对于位置调整的误差影响。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施例的结构图。

图2是本发明的一个具体实施例中反光片固定部分的结构图。