一種加工前測量木工pcd刀具形狀的方法
2023-04-28 16:31:46 3
專利名稱：一種加工前測量木工pcd刀具形狀的方法
技術領域：
本發明涉及一種刀具形狀測量方法，特別是關於一種在磨削木工PCD刀具之前用非接觸式測量方式測量其準確形狀的方法。
背景技術：
P⑶螺旋刀具廣泛應用於木材加工行業，其需求量逐年增大。磨削P⑶刀具最重要的形狀指標是其各個切削刃的最外端需處在同一個外圓上，由於焊接時產生的形狀和位置偏差不可預測，所以需要在加工前測量刀片刃口的準確位置，進而得出加工所需要的軌跡。當前所採用的測量方法均為等間距逐點測量，當刀具切削刃較長時或者測量間隔較小時，由於需要測量的點數很多，這種測量方式測量效率很低。測量效率低造成了工具機很大一部分時間都在進行切削前的準備工作，降低了工具機有效運行時間，增加了刀具的製造成本
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種測量效率較高的加工前測量木工PCD刀具形狀的方法。為實現上述目的，本發明採取以下技術方案一種加工前測量木工P⑶刀具形狀的方法，其包括以下步驟(I)設置一木工PCD刀具形狀測量系統，該測量系統包括控制系統、第一個伺服電機、第二個伺服電機、第三個伺服電機、第四個伺服電機、測距傳感器、控制器、I/O採集卡和待測的木工PCD刀具；所述控制系統內預置有四個所述伺服電機運動軌跡控制指令；(2)控制系統根據預置的運動軌跡控制指令控制第一個伺服電機沿Z軸帶動測距傳感器移動至木工PCD刀具被檢測齒處，同時，控制系統控制第二個伺服電機、第三個伺服電機和第四個伺服電機帶動測距傳感器與測距傳感器做相對運動；(3)測距傳感器檢測木工PCD刀具被檢測齒表面上的第一個點，並由控制器及I/O採集卡將當前測距傳感器檢測到的第一個點位置坐標(Xl，Y1, Z1)返回至控制系統，由控制系統記錄該位置坐標；(4)根據控制系統內預置的控制命令，控制第一個伺服電機帶動測距傳感器移動至被檢測齒表面上的第二個點，同時第二個伺服電機和第四個伺服電機帶動木工PCD刀具運動，並重複步驟(3)，將測距傳感器檢測到的第二個點位置坐標(x2，y2，z2)返回至控制系統；(5)重複步驟(3)、步驟(4)，測距傳感器將檢測到的被檢測齒表面上第三個點位置坐標(x3，y3, z3)返回至控制系統，由控制系統根據所記錄的三點坐標值，構成被檢測齒的刀具平面，並將此平面與木工PCD刀具被檢測齒理想外端圓柱面求交線，得到木工PCD刀具被檢測齒的磨削軌跡。所述步驟(I)中，所述木工PCD刀具形狀測量系統內的控制系統輸出端分別連接四個所述伺服電機，所述第一個伺服電機帶動所述測距傳感器沿Z軸移動，所述第二個伺服電機和第三個伺服電機分別帶動所述木工PCD刀具沿X軸、Y軸移動，所述第四個伺服電機帶動所述木工PCD刀具轉動；所述測距傳感器在所述控制器控制下，檢測所述木工PCD刀具被檢測齒，檢測結果經所述控制器傳輸至所述I/O採集卡，所述I/O採集卡將採集到的檢測數據傳輸至所述控制系統。所述測距傳感器採用非接觸式測距傳感器和接觸式測距傳感器中的一種。本發明由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、本發明由於採用測距傳感器在被檢測齒表面上檢測三點位置坐標，並由控制系統記錄三點位置坐標，三點位置坐標構成被檢測齒的刀具平面，將此平面與木工PCD刀具被檢測齒理想外端圓柱面求交線，得到被檢測齒的磨削軌跡。該測量方法省去了目前等間距檢測方法中單個齒多次測量，提高了測量效率。2、本發明由於測距傳感器可以採用非接觸式測距傳感器，也可以採用接觸式測距傳感器，根據測量的三點位置坐標確定木工PCD刀具磨削時所走的切削刃曲線，使得該方法適用範圍較廣。本發明可以廣泛在刀具形狀測量中應用。
圖I是本發明的整體結構示意
圖2是本發明在檢測PCD刀具形狀時的檢測示意圖；圖3是本發明檢測P⑶刀具形狀時局部示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。如圖I、圖2所示，本發明提供一種加工前測量木工P⑶刀具形狀的方法，該方法主要是採用控制系統通過伺服電機驅動接觸式傳感器或非接觸式傳感器檢測被測齒面的三點位置，記錄傳感器信息，進而得到刀具齒的形狀。其包括以下步驟I)設置一木工P⑶刀具形狀測量系統，該測量系統包括控制系統I、第一個伺服電機2、第二個伺服電機3、第三個伺服電機4、第四個伺服電機5、測距傳感器6、控制器7、I/O採集卡8和待測的木工P⑶刀具9。其中，控制系統I內預置有四個伺服電機運動軌跡控制指令。控制系統I輸出端分別連接第一個伺服電機2、第二個伺服電機3、第三個伺服電機4和第四個伺服電機5，第一個伺服電機2帶動測距傳感器6沿Z軸移動，以下簡稱為Z軸伺服電機；第二個伺服電機3和第三個伺服電機4分別用於帶動木工PCD刀具9沿X軸、Y軸移動，以下分別簡稱為X軸伺服電機和Y軸伺服電機；第四個伺服電機5用於帶動木工PCD刀具9進行轉動，以下簡稱為A軸伺服電機。測距傳感器6在控制器7控制下，對木工PCD刀具9被檢測齒10進行檢測，檢測結果經控制器7傳輸至I/O採集卡8，I/O採集卡8將採集到的檢測數據傳輸至控制系統1，由控制系統I記錄四個伺服電機坐標值。2)控制系統I根據預置的運動軌跡控制指令控制Z軸伺服電機2帶動測距傳感器6移動至木工P⑶刀具9被檢測齒10處，同時，控制系統I控制X軸、Y軸和Z軸伺服電機帶動測距傳感器6運動，使得木工P⑶刀具9和測距傳感器6做相對運動。3)如圖3所示，測距傳感器6檢測木工P⑶刀具9被檢測齒10表面上的第一個點，並由控制器7及I/O採集卡8將當前測距傳感器6檢測到的第一個點位置坐標(Xl，Y1, Z1)返回至控制系統1，由控制系統I記錄該位置坐標。4)根據控制系統I內預置的控制命令，控制Z軸伺服電機帶動測距傳感器6移動至被檢測齒10表面上的第二個點，同時X軸和A軸伺服電機帶動木工P⑶刀具9運動，並重複步驟3)，將測距傳感器6檢測到的第二個點位置坐標(x2，y2, z2)返回至控制系統I。5)重複步驟3)、步驟4)，測距傳感器6將檢測到的被檢測齒10表面上第三個點位置坐標(χ3，y3, z3)返回至控制系統1，由控制系統I根據所記錄的木工P⑶刀具9被檢測齒表面三點坐標值，構成被檢測齒的刀具平面11 (如圖2所示)，並將此平面與木工PCD刀具9被檢測齒理想外端圓柱面12求交線，可以得到木工PCD刀具9被檢測齒的磨削軌跡13。上述步驟I)中，測距傳感器6可以採用非接觸式測距傳感器，也可以採用接觸式測距傳感器。上述各實施例僅用於說明本發明，各部件的連接、結構及步驟都是可以有所變化的，在本發明技術方案的基礎上，凡根據本發明原理對個別部件的連接和結構進行的改進 和等同變換，均不應排除在本發明的保護範圍之外。
權利要求
1.一種加工前測量木工P⑶刀具形狀的方法，其包括以下步驟 (1)設置一木工P⑶刀具形狀測量系統，該測量系統包括控制系統、第一個伺服電機、第二個伺服電機、第三個伺服電機、第四個伺服電機、測距傳感器、控制器、I/o採集卡和待測的木工P⑶刀具；所述控制系統內預置有四個所述伺服電機運動軌跡控制指令； (2)控制系統根據預置的運動軌跡控制指令控制第一個伺服電機沿Z軸帶動測距傳感器移動至木工PCD刀具被檢測齒處，同時，控制系統控制第二個伺服電機、第三個伺服電機和第四個伺服電機帶動測距傳感器與測距傳感器做相對運動； (3)測距傳感器檢測木工P⑶刀具被檢測齒表面上的第一個點，並由控制器及I/O採集卡將當前測距傳感器檢測到的第一個點位置坐標(Xl，yi，Z1)返回至控制系統，由控制系統記錄該位置坐標； (4)根據控制系統內預置的控制命令，控制第一個伺服電機帶動測距傳感器移動至被檢測齒表面上的第二個點，同時第二個伺服電機和第四個伺服電機帶動木工PCD刀具運動，並重複步驟(3)，將測距傳感器檢測到的第二個點位置坐標(x2，y2, z2)返回至控制系統； (5)重複步驟(3)、步驟(4)，測距傳感器將檢測到的被檢測齒表面上第三個點位置坐標(x3，y3，z3)返回至控制系統，由控制系統根據所記錄的三點坐標值，構成被檢測齒的刀具平面，並將此平面與木工PCD刀具被檢測齒理想外端圓柱面求交線，得到木工PCD刀具被檢測齒的磨削軌跡。
2.如權利要求I所述的一種加工前測量木工PCD刀具形狀的方法，其特徵在於所述步驟(I)中，所述木工PCD刀具形狀測量系統內的控制系統輸出端分別連接四個所述伺服電機，所述第一個伺服電機帶動所述測距傳感器沿Z軸移動，所述第二個伺服電機和第三個伺服電機分別帶動所述木工PCD刀具沿X軸、Y軸移動,所述第四個伺服電機帶動所述木工PCD刀具轉動；所述測距傳感器在所述控制器控制下，檢測所述木工PCD刀具被檢測齒，檢測結果經所述控制器傳輸至所述I/O採集卡，所述I/O採集卡將採集到的檢測數據傳輸至所述控制系統。
3.如權利要求I或2所述的一種加工前測量木工PCD刀具形狀的方法，其特徵在於所述測距傳感器採用非接觸式測距傳感器和接觸式測距傳感器中的一種。
全文摘要
本發明涉及一種加工前測量木工PCD刀具形狀的方法，其步驟為(1)設置包括控制系統、四個伺服電機、測距傳感器、控制器、I/O採集卡和待測木工PCD刀具的測量系統；(2)控制系統控制第一個伺服電機帶動測距傳感器移動至被檢測齒處，並控制第二個、第三個和第四個伺服電機帶動測距傳感器與測距傳感器做相對運動；(3)測距傳感器檢測被檢測齒表面上的第一個點，並將檢測到的第一個點位置坐標(x1,y1,z1)返回至控制系統；(4)重複步驟(3)，將檢測到的第二個點位置坐標(x2,y2,z2)返回至控制系統；(5)重複步驟(3)、(4)，將檢測到的第三個點位置坐標(x3,y3,z3)返回至控制系統，根據所記錄的三點坐標值，構成被檢測齒的刀具平面，並與理想外端圓柱面求交線，得到被檢測齒的磨削軌跡。
文檔編號B24B49/02GK102825545SQ20121025843
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月24日 優先權日2012年7月24日
發明者何平, 葉佩青, 方晨曦, 樊文剛, 史少華 申請人:清華大學, 佛山市順德區薩銳數控電火花機研究中心