[实用新型]一种Z轴对刀仪

说明书

技术领域

本发明涉及雕刻机、数控机床的组件，尤其涉及一种Z轴对刀仪。

背景技术

随着现代社会的高速发展，数控加工技术在工业生产中扮演着越来越重要的角 色。但在数控加工中经常涉及到对刀问题，对其处理的好坏直接影响到零件加工的精度，还 会影响机床的安全操作（如撞刀）。目前常规的手工试切对刀法效率低、精度低、浪费材料， 且需要有一定的工作经验。现有的对刀辅助工具，不仅造价成本高，技术要求高，而且每次 使用时都必需重新对刀，效率相对较低。并且在对刀时，避免不了对刀仪与刀头的直接接 触，因此给刀头带来的损伤，使得工人在工业生产中极少使用。

这款对刀辅助机械装置利用光影重合原理，结合控制系统理论，对辅助对刀方式 进行了创新设计，仅需要一次安装，便可实现重复对刀操作。采用球点触发式接触工件，不 存在对刀仪与刀头的直接接触，不会损坏工件与设备。采用自动程序差额补偿，减小多次运 行造成的设备数据误差。虽然我们的这款设备造价成本低，操作简便，但可以达到高精度的 工作要求，取得更高的经济效益，可推广应用于一系列需要进行Z轴对刀的工厂设备上。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种Z轴对刀仪，以解决现有对刀辅助工 具造价成本高，技术要求高，每次重新对刀，效率相对较低，对刀仪与刀头的直接接触，减少 刀头使用寿命问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种Z轴对刀仪，其特征在于，包括相互连接的监控操作部分、采集工作部分、数据 传输部分三个主要功能部分，监控操作部分包括相互连接的液晶显示屏、物理控制按键和 无线接收模块装置；采集部分包括安装在支架上的水准仪、球头压力传感器、超声波测距感 应器、LED灯和摄像头；数据传输部分包括安装在支架上并且相互连接的单片机和发射模块 装置，发射模块装置对应无线接收模块装置进行无线连接。

水准仪用于实时显示整套设备的是否水平；作为安装整套装置的一个机械硬性标 准和整套装置正常运行的保证。采集部分的水准仪、球头压力传感器、超声波测距感应器、 LED灯和摄像头分别连接单片机。

球头压力传感器通过Z轴滑台安装在支架上，Z轴滑台包括螺母、螺杆和电机，球头 压力传感器安装在螺杆下端，螺杆安装在螺母内并能够上下移动，螺母可转动的安装在支 架内，电机也安装在支架内，电机连接螺母以驱动螺母转动，电机连接单片机由单片机控制 转动。电机可以通过齿轮等传动装置连接螺母。

监控操作部分还设有提示灯，提示灯连接无线接收模块装置。

监控操作部分采用电脑或者智能手机。提示灯可以由某个按键设置代替。

支架采用抱箍安装在刀具的刀架上并位于刀具上方；摄像头和LED灯分别通过可 抽拉的滑杆安装在支架上。

利用LED灯投射光影，将细小不便于观察的刀头用灯光投影放大，且会随着刀头的 移动同步移动，直到刀头碰触到工件，刀影最前部分与刀头重合一点；并通过相对位置的摄 像头捕捉画面，传输到液晶显示屏。

球头压力传感器把刀头间接的替换成压力传感器，压力传感器是触点碰触工件， 数据精准，同时将检测到碰触工件这个信息更为直接转换成提示灯的闪亮，观察到提，示灯 闪亮，第一时间就停止工作；通过单片机输出程序记录压力系数，保证以后的对刀与第一次 对刀的一致性。

以单片机为核心芯片，进行自动差额补偿，以及发射模块装置、无线接收模块装置 组件，来实现智能记录数据与传出设定程序。加以物理按键，实现对显示屏上的初值进行调 节，以达到最佳。

利用水准仪，调整装置水平。下降刀头通过超声波测距，利用刀头单侧的LED放大 细小刀头，观察液晶屏，观察刀具的暗影是否最前方与刀头的最前方重合，完成首次对刀过 程。

刀位记忆，下降Z轴滑台，接触到工件完成第一次对刀的刀头不调动。通过点动物 理按键控制压力感应器下降，直到球面点接触到被刻材料，这时连接在压力模块装置的小 灯会点亮，这时将进给倍率找为微米级进给精确调整，通过单片机程序记下下降值，保证球 面点与刀头所处的平面重合。

对于雕刻机下次的对刀，先将Z滑台下降到"D"值，然后直接下降刀具，直到观察到 链接球头压力传感器的小灯点亮，完成第二次对刀，以后的对刀就可以直接观察小灯是否 点亮就可以完成对刀。