數控車床自動對刀裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及數控車床對刀裝置，具體地說，涉及一種數控車床自動對刀裝置。包括四方刀架、用于驅動四方刀架旋轉的旋轉電機、用于鎖定四方刀架位置的鎖緊電機、攝像頭和對刀分析系統；所述四方刀架上安裝有若干個刀具；所述攝像頭與對刀分析系統相連接，并將采集的圖像信息傳送給對刀分析系統。本實用新型結構簡單、使用方便，實施起來較為簡便，對刀精度及速度不受人為因素的影響，對刀精度高，同時，對一些特殊的刀具都能實現精準對刀。
【專利說明】
數控車床自動對刀裝置
技術領域
[0001] 本實用新型設及數控車床對刀裝置，具體地說，設及一種數控車床自動對刀裝置。
【背景技術】
[0002] 數控車床精準對刀是實現高精度數控加工的必要條件。現有技術中，數控車削對 刀主要W手動試切對刀、采用接觸式傳感器自動對刀和機外對刀為主。手動試切法對刀的 方式需要對每一把刀具都要試切外圓和端面W實現各把刀具的精確對刀。該方法實施起來 較為繁瑣，對刀精度及速度受操作者水平影響較大。同時，對一些特殊的刀具無法實現精準 對刀，如:螺紋車刀無法通過試切端面的方法實現Z坐標精確對刀。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型的目的在于，提供一種操作簡單、使用方便，且精度高的數控車床自動 對刀裝置，W解決上述的技術問題。
[0004] 為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：
[0005] -種數控機床自動對刀裝置，其特征在于:包括四方刀架、用于驅動四方刀架旋轉 的旋轉電機、用于鎖定四方刀架位置的鎖緊電機、攝像頭和對刀分析系統;所述四方刀架上 安裝有若干個刀具;所述攝像頭固定在數控車床上，且四方刀架處于自動對刀位置時，各刀 具的刀尖部位都能進入攝像頭的拍攝區域，同時，攝像頭正對數控車床X向、Z向水平面拍 攝;所述攝像頭與對刀分析系統相連接，并將采集的圖像信息傳送給對刀分析系統。
[0006] 進一步地說，所述四方刀架上安裝的刀具包括：一號刀具、二號刀具、S號刀具和 四號刀具;其中，一號刀具為90°外圓車刀；二號刀具為槽刀;S號刀具為45°外圓車刀；四號 刀具為螺紋車刀。
[0007] 有益效果:與現有技術相比，本實用新型結構簡單、使用方便，實施起來較為簡便， 對刀精度及速度不受人為因素的影響，對刀精度高，同時，對一些特殊的刀具都能實現精準 對刀。
【附圖說明】
[000引圖1為本實用新型的原理示意圖；
[0009] 圖2為本實用新型中標定坐標角度及距離系數的示意圖；
[0010] 圖3為本實用新型中提取一號刀具刀尖像素坐標的示意圖；
[0011] 圖4為本實用新型中提取二號刀具刀尖像素坐標的示意圖；
[0012] 圖5為本實用新型中提取S號刀具刀尖像素坐標的示意圖；
[0013] 圖6為本實用新型中提取四號刀具刀尖像素坐標的示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的描述。
[0015] 參照圖I，本實施例所述的數控機床自動對刀裝置，包括四方刀架1、用于驅動四方 刀架1旋轉的旋轉電機16、用于鎖定四方刀架1位置的鎖緊電機15、攝像頭2和對刀分析系統 3;所述四方刀架1上安裝有四個刀具，包括:一號刀具11、二號刀具12、S號刀具13和四號刀 具14;其中，一號刀具11為90°外圓車刀;二號刀具12為槽刀;S號刀具13為45°外圓車刀；四 號刀具14為螺紋車刀。
[0016] 所述攝像頭2固定在數控車床上，且四方刀架1處于自動對刀位置時，各刀具的刀 尖部位都能進入攝像頭2的拍攝區域，同時，攝像頭2正對數控車床X向、Z向水平面拍攝;所 述攝像頭2與對刀分析系統3相連接，并將采集的圖像信息傳送給對刀分析系統3。
[0017] 所述數控機床自動對刀裝置的對刀方法，包括W下步驟：
[0018] 1.準備工作：如圖1所示，利用卡盤4將工件5裝夾在主軸上，同時將各刀具安裝在 四方刀架1相應位置并緊固；通過墊片調整各刀具的刀尖與主軸的軸線等高；
[0019] 2. W-號刀具11為基準刀具，并通過試切外圓對一號刀具11的X坐標，通過試切右 端面對一號刀具的Z坐標；
[0020] 3.攝像頭2在安裝時，一般不能保證像素坐標系與機床坐標系保持平行，因此，應 首先確定所采集圖像像素坐標系與機床坐標夾角及像素距離與實際距離的轉換系數K，其 標定方法如下：
[0021] -號刀具11通過試切法對刀后，將一號刀具11移動到攝像頭2下方，攝像頭2拍照， 并經過對刀分析系統3的圖像處理，獲得一號刀具11的刀尖A的像素點坐標A1(PXA1，PYA1); 然后，控制一號刀具11沿X軸或Z軸坐標移動一個固定距離D，并保證移動固定距離D之后刀 尖A仍然位于攝像頭拍攝視域內；W沿Z軸正向移動一個固定距離D為例，移動完成后，攝像 頭巧白照并經過對刀分析系統3圖像處理，獲得刀尖A此時的像素點坐標A2(PXA2，PYA2)，如 圖2所示，虛線框為攝像頭巧白攝區域，PX、PY為像素坐標，X、Z為機床坐標;則像素距離和實 際距離掉化累擲K親化責.
[0022]
[0023]
[0024]
[0025] 4.完成像素坐標與機床坐標角度校準及距離系數校準之后，保持一號刀具11處于 工作位置不變，進行二號刀具12、=號刀具13、四號刀具14的對刀；具體方法如下：
[0026] 4A.移動四方刀架1至自動對刀位置P點，該位置能保證四方刀架1實現換刀后各刀 具的刀尖都能位于攝像頭2的拍攝區域內；此時，一號刀具11已采用試切法完成了對刀，在P 點，一號刀具11的坐標為已知量(XI，Z1);通過攝像頭2拍照，對刀分系統3通過圖像處理提 取出一號刀具11的刀尖A像素點坐標(PXA，PYA)，如圖3所示，虛線框為攝像頭2拍攝區域；
[0027] 4B.保持四方刀架1的位置不變，換二號刀具12為工作位置;換刀后，攝像頭2拍照， 對刀分系統3通過圖像處理，提取出二號刀具12的刀尖B的像素點坐標(PXB，PYB)，如圖4所 示，虛線框為攝像頭2拍攝區域；
[0028] 4C.保持四方刀架I的位置不變，換S號刀具13為工作位置;換刀后，攝像頭2拍照， 對刀分系統3通過圖像處理，提取出S號刀具13的刀尖C的像素點坐標(PXC，PYC)，如圖5所 示，虛線框為攝像頭2拍攝區域；
[0029] 4D.保持四方刀架1的位置不變，換四號刀具14為工作位置;換刀后，攝像頭2拍照， 對刀分系統3通過圖像處理，提取出四號刀具14的刀尖D的像素點坐標(PXD，PYD)，如圖6所 示，虛線框為攝像頭2拍攝區域；
[0030] 4E.完成四個刀具的刀尖像素采集后，對刀分析系統3自動分析，分別計算出二號 刀具12、S號刀具13、四號刀具14的刀尖在對刀點P點處的工件坐標(X2，Z2)、（X3，Z3)、（X4， Z4);計算方法如下：
[0031] 4E1. -號刀具11的刀尖A的像素點坐標A(PXA，PYA)和二號刀具12的刀尖B像素點 坐標B(PXB，PYB)之間的連線與像素坐標軸PX的夾角為化，
[0032]
[0033]
[0034]
[0035]
[0036]
[0037] 像素點 坐標C(
[00；3 引
[0039]
[0040]
[0041]
[0042]
[00創 巧像素點 坐標D(
[0044]
[0045]
[0046]
[0047]
[004引
[0049] 其中，±的確定與刀尖B、C、D相對于A點的位置有關。
[0050] W上的實施例僅W90°外圓車刀、為槽刀、為45°外圓車刀和螺紋車刀為例對本實 用新型所述的數控機床自動對刀裝置及其方法進行說明，本領域技術人員應當知道，數控 機床所用刀具包括但并不局限于上述的四種刀具。本實用新型所述的數控機床自動對刀裝 置適用于數控機床使用的所有種類的刀具的對刀操作。
【主權項】
1. 一種數控機床自動對刀裝置，其特征在于:包括四方刀架、用于驅動四方刀架旋轉的 旋轉電機、用于鎖定四方刀架位置的鎖緊電機、攝像頭和對刀分析系統;所述四方刀架上安 裝有若干個刀具;所述攝像頭固定在數控車床上，且四方刀架處于自動對刀位置時，各刀具 的刀尖部位都能進入攝像頭的拍攝區域，同時，攝像頭正對數控車床X向、Z向水平面拍攝； 所述攝像頭與對刀分析系統相連接，并將采集的圖像信息傳送給對刀分析系統。2. 根據權利要求1所述的數控機床自動對刀裝置，其特征在于:所述四方刀架上安裝的 刀具包括:一號刀具、二號刀具、三號刀具和四號刀具;其中，一號刀具為90°外圓車刀;二號 刀具為槽刀;三號刀具為45°外圓車刀；四號刀具為螺紋車刀。
【文檔編號】B23B25/06GK205519700SQ201620093301
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發明人】祝鳳金, 江峰
【申請人】祝鳳金