[发明专利]一种车床误差检测监控装置

说明书

本发明提供一种车床误差检测监控装置，其特征在于：包括，激光发射器8，安装于溜板12，并具备光轴与车床导轨10平行的光源7；光靶4，安装于床身，可记录激光发射器8投射在光靶接收器5上的光斑信息；控制盒2，其与光靶4、激光发射器8和车床卡盘机构电连接，接收光靶4记录的光斑信息；车床刀具14与夹持刀具14的刀架13机构绝缘夹紧，并与控制盒2电连接；控制盒2还可以检测卡盘机构与刀具14之间的电容或电压变化，以判断刀具14是否通过切削工件与卡盘连通进入切削。该方案可在车床运行的过程中同步、直观地反映车床的误差，并通过电子手段判断误差是导轨本身造成的还是切削运动造成的，配合工艺编制可提高加工精度。

技术领域

本申请涉及一种车床辅助装置，具体涉及一种车床误差检测监控装置。

背景技术

车床是机械切削加工中最常用的机床，其主要由主轴箱(也称头箱)通过卡盘夹紧工件，使工件做旋转运动(称为主运动)，车床导轨安装在床身上，溜板机构在导轨上滑动，使刀具向着工件运动(进给运动)。

机床传动机构在主运动及进给运动中实际运动轨迹与理想几何轨迹的偏差即造成了加工的误差。这些偏差可能由导轨的加工与安装误差及溜板机构的传动误差造成，这是由机床的制造和安装等静态状况造成的。另一方面，切削运动时刀具与工件之间产生极大的相互作用力，而车床的刚度不是处处一致，使加工过程中车床传动机构受切削力的影响发生不规则的弹性变形，造成误差。这种弹性变形在脱离切削后消失，很难监测。

已经出现了一些对车床的误差进行检测的方案。如CN106989661B，公开了一种测试机床静压导轨表面形状误差的方法，其通过设置激光测量系统逐点检测车床导轨的静压面，检测导轨的误差。

发明内容

(一)发明要解决的技术问题

现有技术中的误差检测方法存在一些问题，主要有(1)只能在车床空载或装配调校时取样测量，车床进行切削加工时一般无法同时工作；(2)进入切削产生较大的切削力后，因为车床刚度，传动件间隙等复杂的原因叠加到轨道上的误差仅在切削时出现，退出切削后消失，无法有效的检测；(3)一般的检测装置很难检测刀具何时接触到工件进入切削，而只能由车工人工观察，难以准确及时地操控。

说明书附图1显示的是机床在切削进程中刀具受工件反作用力的大体受力情况示意，反作用力可以分解为水平方向的正压力F_N和竖直方向的摩擦力F_f，这两个正交的力通过刀具作用于车床的传动机构(如导轨)上，使导轨等产生下沉的弹性变形和向外扭转的变形，引起误差。这些误差仅在切削过程中产生。

当进给量过大时正压力FN将畸大，当主轴转速不恰当时，摩擦力Ff将畸大，使上述弹性形变超出车床的容差范围，降低加工工件的精度。

因此本发明进一步要解决的问题还在于提出一种对于进给量及主轴转速对车床误差的影响进行检测的装置。

(二)本发明的技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：

一种车床误差检测监控装置，其特征在于：包括，

激光发射器，安装于溜板，并具备光轴与车床导轨平行的光源；

光靶，安装于床身，可记录激光发射器投射在光靶接收器上的光斑信息；

控制盒，其与光靶、激光发射器和车床卡盘机构电连接，接收光靶记录的光斑信息；

车床刀具与夹持刀具的刀架机构绝缘夹紧，并与控制盒电连接；控制盒还可以检测卡盘机构与刀具之间的电容或电压变化，以判断刀具是否通过切削工件与卡盘连通进入切削。

作为本方案的进一步改进，其中，刀具通过陶瓷垫块与刀架绝缘夹紧。