[实用新型]一种数控电火花刻伤测量一体化机头

说明书

本实用新型公开了一种数控电火花刻伤测量一体化机头，包括外壳、测量机构和刻伤机构，测量机构包括激光发射头和激光接收器，刻伤机构包括丝杠组件、微型步进电机、柔性机构、刀柄和刀片；丝杠组件的正牙螺母和反牙螺母配合夹住柔性机构；刀柄安装在柔性机构上，刀片安装在刀柄上，刀柄和刀片在初始位置时与待加工钢管的侧壁存在缝隙，以让激光发射头发射的激光穿过该缝隙。本实用新型通过柔性机构的弹性变形带动刀片实现进、退刀，重复定位精度高，可实现刀片的微米级运动，进、退刀深度的精度控制高。测量机构对刻槽深度进行测量，数控系统能实时、准确地知道加工时的刻槽实际深度，提高了整体加工的可靠性和可控性，也提高了整体加工精度。

技术领域

本实用新型属于电火花刻伤机领域，更具体地，涉及一种数控电火花刻伤测量一体化机头。

背景技术

在无损检测中，刻伤机具有广泛应用，用来制作标准的人工伤。电火花刻伤机具有自动化程度高、加工精度高、刻槽尺寸和方向任意等优点，已很好解决了管外和大口径管的内部刻伤作业。但针对小口径钢管，由于刻伤机头尺寸较大，进不了管内，对内径小于20mm的小口径钢管无法实现管内刻伤。目前主要采用，刻伤机外置、细杆悬臂梁带石墨刀片进入管内完成刻伤。但因悬臂刚度不够以及空间位置误差，很难保证刻伤精度，更主要的，刻出来的伤无法计量。

在电火花加工的过程中，刀片损耗是产生刻伤误差的主要原因。目前的刻伤机通常采用开环下补偿进给量的方法来解决。这种方法需要针对不同材料、不同尺寸的刀片进行试验获得修正系数、进行数值调整，最终带来的误差较大。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种数控电火花刻伤测量一体化机头，可解决数控电火花刻伤过程中刀片损耗的测量问题，尤其是小口径管内刻伤及测量难题，实现刀片损耗和刻槽深度的实时自动测量，确保刻伤精度。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种数控电火花刻伤测量一体化机头，其特征在于，包括外壳、测量机构和刻伤机构，其中：

所述测量机构包括配套使用的激光发射头和激光接收器并且它们均安装在所述外壳上；

所述刻伤机构包括丝杠组件、微型步进电机、柔性机构、刀柄和刀片，并且：

所述丝杠组件包括正反牙丝杠、正牙螺母和反牙螺母，所述正反牙丝杠可转动安装在所述外壳上，所述正牙螺母和反牙螺母分别安装在所述正反牙丝杠的正牙部分和反牙部分；

所述微型步进电机安装在所述外壳上，以用于驱动所述正反牙丝杠实现正反转；

所述柔性机构安装在所述正牙螺母和/或所述反牙螺母上，并且所述正牙螺母和所述反牙螺母配合夹住该柔性机构，以控制所述柔性机构的弹性变形；

所述刀柄安装在所述柔性机构上，所述刀片安装在所述刀柄上，所述刀片在初始位置时与待加工的钢管的侧壁存在缝隙，以让激光发射头发射的激光穿过该缝隙。

优选地，所述刀柄通过永磁体安装在所述柔性机构上，以便旋转刀柄来调整刀片的方位。

优选地，所述柔性机构的弹性变形使刀片实现微米级运动，所述刀片的总行程不小于3毫米，所述刀片的最大进刀深度不小于2毫米，所述刀片的重复运动精度不大于2微米。

优选地，还包括安装在所述外壳底部内侧的防油垫，以用于隔绝油滴和火花。

优选地，还包括长杆，所述长杆的一端固定连接在所述外壳上而另一端外露于所述外壳，以便于将所述刻伤机构和测量机构放入待加工钢管内。

优选地，所述柔性机构具有对称面并且该对称面为所述正反牙丝杠的一横截面。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：