專利名稱：一種加工超硬刀具的在線檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，特別是關(guān)于一種一次成型加工超硬刀具的在線檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
精密數(shù)控電火花成型加工機(jī)床是精密特種加工技術(shù)的重要設(shè)備之一，主要用于加工傳統(tǒng)加工機(jī)床難以加工的超硬材料和脆性材料，對(duì)精密機(jī)械、汽車、微電子產(chǎn)品、航空航天的精密零件和精密模具的加工具有重要意義。電火花加工時(shí)具有無(wú)切削力，不產(chǎn)生毛刺和刀痕溝紋，工具電極材料無(wú)需比工件材料硬等特點(diǎn)，因此，加工超硬刀具是多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控電火花加工技術(shù)的又一成功應(yīng)用領(lǐng)域之一。然而在電火花加工刀具的過(guò)程中存在下列三個(gè)問(wèn)題一、工具電極也有損耗，二、加工后表面產(chǎn)生變質(zhì)層；在某些應(yīng)用中須進(jìn)一步去除； 三、在產(chǎn)生碳渣和排除碳渣平衡的條件下才能順利進(jìn)行。因此，在電火花加工刀具的過(guò)程中，檢測(cè)是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前市場(chǎng)上的超硬刀具電加工系統(tǒng)雖然有的自帶在線檢測(cè)系統(tǒng)，但是其工作方式都是采用在加工完刀具后，機(jī)床停轉(zhuǎn)，將刀具移動(dòng)到檢測(cè)工位檢測(cè)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果再返回加工工位加工的工作方式。為了提高電加工機(jī)床的利用率和生產(chǎn)效率，在實(shí)際電加工生產(chǎn)過(guò)程中通常采用加工完成后，將刀具放到專用的檢測(cè)儀器上檢測(cè)， 機(jī)床繼續(xù)加工其它零件，檢測(cè)和加工完成后再重新將刀具裝卡，輸入加工參數(shù)繼續(xù)加工的工作方式。這種在線檢測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中是一種浪費(fèi)，由于需要另一臺(tái)檢測(cè)儀器，增加了生產(chǎn)成本，且多次裝卡刀具，加大了加工難度，另外也引入了更多的加工誤差。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠在加工超硬刀具的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，并返回再加工程序繼續(xù)加工的一次成型加工超硬刀具的在線檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種加工超硬刀具的在線檢測(cè)系統(tǒng)， 其特征在于它包括數(shù)控系統(tǒng)，所述數(shù)控系統(tǒng)連接兩組伺服電機(jī)，其中一組所述伺服電機(jī)的輸出端連接電火花放電電極，另一組所述伺服電機(jī)的輸出端通過(guò)探頭主軸連接測(cè)量探頭； 所述測(cè)量探頭發(fā)送數(shù)據(jù)給接收器，所述接收器將數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后反饋給數(shù)控系統(tǒng)。上述一種加工超硬刀具的在線檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其包括以下步驟數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)伺服電機(jī)控制電火花放電電極磨削待加工刀具的加工齒，同時(shí)數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)另一伺服電機(jī)控制探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的探頭主軸帶動(dòng)測(cè)量探頭對(duì)對(duì)側(cè)齒進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給接收器，接收器再將信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后反饋給數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)并生成再加工程序,待所有齒加工完成之后,立即將再加工程序傳遞給伺服電機(jī),帶動(dòng)電火花放電電極返修所有不合格的齒，直至完成刀具的加工成型。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于采用了加工工位和檢測(cè)工位重合的方式，將檢測(cè)探頭由探頭主軸和單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，因此，可以在加工刀具的同時(shí)，將檢測(cè)探頭移動(dòng)到加工工位的下方進(jìn)行檢測(cè)。2、本發(fā)明由于在電極磨削超硬刀具的一個(gè)齒的同時(shí)，檢測(cè)其相對(duì)面的另一個(gè)齒的加工參數(shù)是否合格，并通過(guò)本發(fā)明中的數(shù)控系統(tǒng)提供再加工程序，待所有齒加工完成之后，立即返修所有不合格的齒，因此，真正做到了刀具的一次成型，有效地提高了刀具的生產(chǎn)效率，避免了多次裝卡刀具引入的裝卡誤差。3、本發(fā)明由于在檢測(cè)過(guò)程中不需要機(jī)床停轉(zhuǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中也不需要另設(shè)一臺(tái)專用檢測(cè)儀器，因此，有效地降低了生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了超硬刀具電加工系統(tǒng)的生產(chǎn)檢測(cè)自動(dòng)化。
4、本發(fā)明由于剔除了專門檢測(cè)環(huán)節(jié)，程序參數(shù)的再輸入環(huán)節(jié)，再次裝卡環(huán)節(jié)，因此，極大地降低了操作的復(fù)雜性，易學(xué)易懂，降低了對(duì)工人的操作要求，也減少了因工人操作失誤而造成不合格品的概率。本發(fā)明可以廣泛用于各種超硬刀具加工過(guò)程的在線檢測(cè)中。


圖I是本發(fā)明檢測(cè)系統(tǒng)示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。本發(fā)明的檢測(cè)方法可以概括為以下內(nèi)容當(dāng)電極磨削超硬刀具一個(gè)齒的同時(shí)，通過(guò)測(cè)量探頭檢測(cè)其相對(duì)面的另一個(gè)齒的加工參數(shù)，檢測(cè)信號(hào)輸入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)生成再加工程序；待所有齒加工完成之后，立即啟動(dòng)再加工程序返修所有不合格的齒，進(jìn)而真正做到刀具的一次成型。如圖I所示，本發(fā)明檢測(cè)系統(tǒng)包括數(shù)控系統(tǒng)1，數(shù)控系統(tǒng)I連接伺服電機(jī)2和伺服電機(jī)3,伺服電機(jī)2的輸出端連接電火花放電電極4,伺服電機(jī)3的輸出端通過(guò)探頭主軸5 連接測(cè)量探頭6。測(cè)量探頭6發(fā)送數(shù)據(jù)給接收器7，接收器7將數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換器8轉(zhuǎn)換后反饋給數(shù)控系統(tǒng)I。如圖I所示，本發(fā)明檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法為數(shù)控系統(tǒng)I通過(guò)伺服電機(jī)2控制電火花放電電極4磨削待加工刀具9的加工齒10，同時(shí)數(shù)控系統(tǒng)I通過(guò)伺服電機(jī)3控制探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的探頭主軸5帶動(dòng)測(cè)量探頭6對(duì)對(duì)側(cè)齒11進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給接收器7，接收器7再將信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換器8轉(zhuǎn)換后反饋給數(shù)控系統(tǒng)I，數(shù)控系統(tǒng)I接收數(shù)據(jù)并生成再加工程序,待所有齒加工完成之后,立即將再加工程序傳遞給伺服電機(jī)2，帶動(dòng)電火花放電電極4返修所有不合格的齒，直至完成刀具9的加工成型。本發(fā)明的數(shù)控系統(tǒng)I基于工業(yè)PC平臺(tái)，包括工業(yè)PC、位置控制卡、IO接口卡和檢測(cè)接口卡，各位置控制卡通過(guò)PC總線進(jìn)行控制和通信。本發(fā)明的軟件基于實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)RT-Linux、CNC控制任務(wù)、位置檢測(cè)任務(wù)和CNC系統(tǒng)的PLC任務(wù)組成，各任務(wù)通過(guò)CNC 主控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度和激活。本發(fā)明采用多進(jìn)程的方式，控制加工運(yùn)動(dòng)的進(jìn)程和控制測(cè)量運(yùn)動(dòng)的進(jìn)程相互獨(dú)立。本發(fā)明的電火花放電電極4和測(cè)量探頭6由對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)2和伺服電機(jī)3控制在X、 Y、Z三個(gè)方向上的進(jìn)給，不同的刀具對(duì)應(yīng)不同的程序和參數(shù)，其加工與運(yùn)動(dòng)控制由數(shù)控系統(tǒng) I生成，檢測(cè)結(jié)果經(jīng)由PLC任務(wù)返回給CNC主控系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的操作。上述實(shí)施例中，本發(fā)明的在線檢測(cè)系統(tǒng)靈活性很強(qiáng)，測(cè)量探頭6可以是采用接觸的檢測(cè)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以采用非接觸式測(cè)量方式，如光斑測(cè)量、激光測(cè)量和紅外測(cè)量等來(lái)實(shí)現(xiàn)。上述實(shí)施例中，待加工刀具9僅作一次裝卡定位，即可同時(shí)進(jìn)行電火花磨削和檢測(cè)等工序，避免了多次裝卡帶來(lái)的加工誤差，較離線檢測(cè)大大提高了加工效率。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種加工超硬刀具的在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于它包括數(shù)控系統(tǒng)，所述數(shù)控系統(tǒng)連接兩組伺服電機(jī)，其中一組所述伺服電機(jī)的輸出端連接電火花放電電極，另一組所述伺服電機(jī)的輸出端通過(guò)探頭主軸連接測(cè)量探頭；所述測(cè)量探頭發(fā)送數(shù)據(jù)給接收器，所述接收器將數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后反饋給數(shù)控系統(tǒng)。
2.一種如權(quán)利要求I所述的加工超硬刀具的在線檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其包括以下步驟數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)伺服電機(jī)控制電火花放電電極磨削待加工刀具的加工齒，同時(shí)數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)另一伺服電機(jī)控制探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的探頭主軸帶動(dòng)測(cè)量探頭對(duì)對(duì)側(cè)齒進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給接收器，接收器再將信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后反饋給數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)并生成再加工程序，待所有齒加工完成之后，立即將再加工程序傳遞給伺服電機(jī)，帶動(dòng)電火花放電電極返修所有不合格的齒，直至完成刀具的加工成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加工超硬刀具的在線檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，其特征在于它包括數(shù)控系統(tǒng)，所述數(shù)控系統(tǒng)連接兩個(gè)伺服電機(jī)，其中一個(gè)所述伺服電機(jī)的輸出端連接電火花放電電極，另一個(gè)所述伺服電機(jī)的輸出端通過(guò)探頭主軸連接測(cè)量探頭；所述測(cè)量探頭發(fā)送數(shù)據(jù)給接收器，所述接收器將數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后反饋給數(shù)控系統(tǒng)。本發(fā)明由于在電極磨削超硬刀具的一個(gè)齒的同時(shí)，檢測(cè)其相對(duì)面的另一個(gè)齒的加工參數(shù)是否合格，并通過(guò)本發(fā)明中的數(shù)控系統(tǒng)提供再加工程序，待所有齒加工完成之后，立即返修所有不合格的齒，因此，真正做到了刀具的一次成型，有效地提高了刀具的生產(chǎn)效率，避免了多次裝卡刀具引入的裝卡誤差。
文檔編號(hào)B23H9/08GK102601683SQ20121010208
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者何平, 史少華, 葉佩青, 方晨曦 申請(qǐng)人:佛山市順德區(qū)薩銳數(shù)控電火花機(jī)研究中心, 佛山市順德區(qū)賽銳工具有限公司, 清華大學(xué)