[发明专利]超精密机床智能刀架、智能机床及智能刀架的对刀方法

说明书

本发明提供了一种超精密机床智能刀架，包括刀台、对刀台进行粗调的粗调模块、对刀台进行微调的微调模块、将刀台抱死在微调模块上的制动模块和实时采集车削力信号的力信号采集模块，其中，所述力信号采集模块设置在所述刀台上，所述粗调模块与所述刀台连接，所述粗调模块设置在所述微调模块上，所述制动模块设置在所述刀台上。本发明还提供了一种智能机床。本发明还提供了一种智能刀架的对刀方法。本发明的有益效果是：可通过粗调模块、微调模块、制动模块来实现智能对刀，可通过力信号采集模块来实时采集车削的力信号，为刀具磨损，中心对刀误差的在线辨识提供力信号。

技术领域

本发明涉及超精密机床，尤其涉及一种超精密机床智能刀架、智能机床及智能刀架的对刀方法。

背景技术

超精密加工是一种利用单晶金刚石进行高精度表面制造的加工手段，已应用于国防、航天航空、太空遥测等重要领域，其加工水平体现了一个国家相关产业的技术水平。超精密加工中刀具的对刀设置是实现高质量表面制造的重要步骤，传统的对刀方法是通过人工借助于光学对刀仪进行刀高的粗调和微调，对刀过程繁琐复杂，且对刀精度依赖于对刀师傅的经验和对刀仪的景深，因此，该对刀方法无法实现对刀过程的自动化和智能对刀。另一方面，切削力在加工过程中被广泛认为是可以用来进行刀具磨损和中心对刀误差辨识的重要信号，但现有对刀仪没有集成力传感器，无法实现基于切削力的相关参量如刀具磨损，中心对刀误差的在线辨识，因此，如何提供一种智能刀刀架来实现智能对刀是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种超精密机床智能刀架、智能机床及智能刀架的对刀方法。

本发明提供了一种超精密机床智能刀架，包括刀台、对刀台进行粗调的粗调模块、对刀台进行微调的微调模块、将刀台抱死在微调模块上的制动模块和实时采集车削力信号的力信号采集模块，其中，所述力信号采集模块设置在所述刀台上，所述粗调模块与所述刀台连接，所述粗调模块设置在所述微调模块上，所述制动模块设置在所述刀台上。

作为本发明的进一步改进，所述粗调模块包括伺服电机、丝杆和滑块，所述伺服电机与所述丝杆连接，所述丝杆通过丝杆螺母与所述滑块连接，所述滑块与所述刀台连接。

作为本发明的进一步改进，所述微调模块包括刀座、电容位移传感器、压电陶瓷驱动器和平行四边形柔性铰链，所述平行四边形柔性铰链设置在所述刀座上，所述压电陶瓷驱动器与所述平行四边形柔性铰链连接，所述电容位移传感器设置在所述平行四边形柔性铰链上，所述粗调模块设置在所述平行四边形柔性铰链上。

作为本发明的进一步改进，所述制动模块包括电磁铁，所述电磁铁固定在所述刀台上。

作为本发明的进一步改进，所述力信号采集模块包括刀柄、夹板、力传感器，所述力传感器设置在所述刀柄上，所述刀柄、夹板通过刀柄紧固螺栓固定在所述刀台上。

本发明还提供了一种智能机床，包括如上述中任一项所述的超精密机床智能刀架。

本发明还提供了一种智能刀架的对刀方法，基于上述中任一项所述的超精密机床智能刀架进行以下步骤：

S1、接收对刀信号，制动模块断电，解除刀台与微调模块的抱死状态；

S2、通过粗调模块对刀台进行粗调

S3、通过制动模块将刀台抱死在微调模块上；

S4、通过微调模块对刀台进行微调。

本发明的有益效果是：通过上述方案，可通过粗调模块、微调模块、制动模块来实现智能对刀，可通过力信号采集模块来实时采集车削的力信号，为刀具磨损，中心对刀误差的在线辨识提供力信号。

附图说明

图1是本发明一种超精密机床智能刀架的示意图。