[发明专利]一种周边磨床在线测量和厚度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种周边磨床在线测量和厚度测量装置。

背景技术

在周边磨床加工刀片的过程中，往往需要通过在线测量装置来检测工件的质量，通过这种装置可以判别误差的大小，同时当误差超过阈值进行补偿或重磨的处理；现有技术中，对于周边磨床加工刀片的在线测量装置及方法，控制不够简化，数据传输及时性不够，且容易造成数据丢失。

目前有五轴联动数控周边刃磨床的在线测量系统主要由机床本体、数控系统、伺服系统、测头和计算机系统组成。本机床中，测头水平安装于C轴转台内，垂直于B轴轴线并与A轴轴线重合。此安装位置使得测量时测头轴线与刀片端面在同一平面内，完全符合阿贝测量原则。在线检测系统以数控系统为控制平台，实现测头自动测量控制，测量数据采集、分析和计算。当机床在线检测系统开始工作时，数控系统按照测量宏程序控制B轴的驱动顶尖，带动被测刀片旋转至测量位置后向PLC发出测量命令，此时PLC相应数字输出口有效，气阀开启，测头在压缩空气的驱动下向前伸出直至接触到被测刀片。在测头向前伸出的过程中，测头内部扫描光栅尺标定位置，不间断的向系统计数器输出lVpp正弦波电压信号，计数器对测头输出信号进行模数转换后由PLC对测量值进行读取。由于测量时测头处于运动状态，所以PLC读取的值是实时的变化量，直到测头接触到刀片后所读值不再变化。为了确保测头接触刀片时候测量值的准确读取，在PLC中对每次读到的测量值进行比较，其最大值便为测头与刀片接触时的测量值。将该测量值存储在系统变量里，以方便在整个测量工作结束后对测量结果的分析计算。将测头测量值存储在变量后，气阀关闭并打开排气阀，测头在内部拉簧的作用下回到初始位置。到此，测头对刀片周边第一边的测量结束，按顺序开始进行下-个测量动作，对刀片周边的第二边进行测量，其测量原理与测量第一边相同。

从上述可知，测量过程中测头的控制对测量的准确度有一定的影响，还有对于刀片的厚度一般不会同时进行采样处理。

发明内容

本发明提出了一种可控性强、数据采集准确、功能完善的周边磨床在线测量和厚度测量装置。

本发明采用的技术方案是：

一种周边磨床在线测量和厚度测量装置，其特征在于：包括磨床本体、数控系统、工控机、主控制模块、IC测量采集模块、厚度测量采集模块、IC测头、厚度测头，所述IC测头正对刀片的侧面安装在磨床本体上并与IC测量采集模块连接，所述厚度测头安装在磨床本体的夹紧轴侧面并与厚度测量采集模块连接，所述IC测量采集模块和厚度测量采集模块均与主控制模块连接，所述数控系统与主控制模块均与工控机连接，所述IC测头与数控系统连接，所述夹紧轴的驱动机构与数控系统连接；

所述IC测头包括测头座、连接于测头座底部的测头底板、密封连接于测头座后部的测头盖，所述测头座中穿设有可沿着其内壁移动的活塞杆，所述活塞杆的后端将测头座内腔体分割成一前进腔和后退腔，前进腔和后退腔均与进气口连通，所述进气口与控制其工作方式的数控系统连接；所述活塞杆的前端连接有平板头，活塞杆后端固定连接有一磁尺，所述磁尺穿设在测头盖和测头座的内腔内，所述磁尺上套装有读数头，所述读数头与IC测量采集模块连接；所述测头座的前端设有将活塞杆包裹的护罩。本发明不仅能够实现在线测量同时还能实现刀片厚度的测量，功能完善，而且均是自动化实现，可控性强。

进一步，所述厚度测头包括磁针、磁针座、读数模块，所述磁针固定在磁针座上，所述磁针座固定安装在磨床本体的夹紧轴上，所述读数模块套装在磁针上并与厚度测量采集模块连接。

进一步，所述护罩包括可伸缩的软质罩体，所述软质罩体的一端固定在测头座上，另一端固定在一护罩座上，所述护罩座固定连接在活塞杆的前端，所述平板头固定在护罩座的前端。

进一步，所述测头盖通过测头法兰与测头座连接固定，所述磁尺从测头盖穿过测头法兰与活塞杆连接。

进一步，所述测头法兰与测头盖和测头座之间均安装有密封圈。

进一步，所述活塞杆与测头座的前端之间设有密封铜套。

进一步，所述测头盖的后部内安装有测头柄，所述磁尺的后端穿设在测头柄内。

进一步，所述主控制模块通过串口模块与工控机连接。

进一步，所述数控系统与工控机通过OPC通讯连接。OPC为OLE for Process Control,用于过程控制的OLE。

进一步，所述IC测量采集模块和厚度测量采集模块均是一计数器模块。