專利名稱：一種五軸聯動數控磨床的對刀機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械加工機床的相關輔助器具，具體是涉及一種五軸聯動數 控磨床工件夾具的工件與刀具的對刀裝置。
背景技術：
五軸聯動數控工具磨床是一種用來磨削各種具有復雜刃口型線、高精度刀具的 精密磨床，它在機械加工業中有廣泛的用途，可以用來加工各種銑刀、鉆頭、旋轉銼(滾磨 刀)、牙鉆(車針)、成型刀具、異型刀具或工件等，機床在工作時，通過數控系統可同時操縱 機器五個不同的部件作不同方向和形式的運動，來實現砂輪對工件(刀具)復雜刃口型線 的磨削，所以稱謂五軸聯動工具磨床。這五個運動是A軸-工件轉盤的正、反旋轉，B軸-工 件頭架主軸的正反旋轉，X軸_工件縱向往復運動，Y軸_工件橫向往復運動，Z軸-砂輪軸 上下往復運動。一種五軸聯動數控磨床工件夾具的對刀裝置，在需要加工復雜刀具刃口型線時， 可實現工件一次裝夾后連續完成工件上復雜交叉刃口空間曲線的磨削，這對提高工件的加 工精度和加工效率都有很重要的意義。在加工時，首先需要將砂輪刀具與待磨工件進行精 確對刀、定位，然后啟動五軸聯動數控磨床進行數控加工。為了提高使用所述五軸聯動數控工具磨床的便捷和工效，提供工件的對刀裝置是 非常重要的，需要達到對刀快速、準確、方便，且在磨床工作時對對刀裝置具有自保護措施。
發明內容本實用新型的目的是提供在使用五軸聯動數控工具磨床時一種工件夾具的對刀 裝置，確保快速、準確、方便地對刀。本實用新型的目的是由如下裝置結構予以實現的。一種五軸聯動數控磨床的對刀機構，其特征在于在工件頭架的上部固定帶垂直導軌的上機架，在機架的上方配置微型電機，微型 電機的輸出軸垂直向下，連接與導軌平行的絲桿，絲桿上螺紋配置滑塊；滑塊經物鏡伸出桿橫向伸出鏡頭托架，鏡頭托架配置單筒影像顯微鏡，單筒影像 顯微鏡的上部是攝像頭，攝像頭上設有數控連接端和顯示屏連接端，分別電連接控制器和 是顯示屏；單筒影像顯微鏡配有放大倍數調節手輪，在單筒影像顯微鏡的下部配置顯微鏡頭 保護裝置；所述的顯微鏡頭保護裝置為，在單筒影像顯微鏡的下部設置一根與物鏡伸出桿平 行，可繞軸旋轉的橫向聯動桿，聯動桿的外端固定一鏡頭防護蓋，聯動桿上套置扭簧，聯動 桿靠近機架側配置凸輪，凸輪的突出端與機架上的抵壓突緣接觸。進一步，在所述導軌的上、下兩端分別配置上行程開關和下行程開關。進一步，在所述滑塊與橫向伸出鏡頭托架之間，配置物鏡伸出量調節手輪。
3[0014]進一步，所述單筒影像顯微鏡位于夾持在工件頭架、主軸上工件的上方。進一步，所述單筒影像顯微鏡放大倍數為80至120。進一步，所述攝像頭為CXD攝像頭。采用本實用新型，工件被夾持在工件頭架、主軸上，工作時由數控系統操作電機正 反轉，從而帶動滑塊上下移動，也即帶動與之相連的工件托架上下移動。對刀時，微型電 機轉動，帶動絲桿旋轉，帶動滑塊、鏡筒下移，下移到事先調整的位置時，電機停轉，同時滑 塊正好壓住與鏡蓋相連的鏡蓋聯桿上的凸輪，使鏡蓋打開，并能亮燈照射工件，同時顯示 屏也啟動工作，這樣，放大百倍的砂輪與工件中心的對刀工作便可以開始進行(對刀誤差 <0. Olmm)。當對刀工作完成后，按動系統鍵盤上的相應操作鍵，微型電機反向旋轉，顯微鏡 筒上升，鏡蓋聯桿在扭力彈簧的作用下自動將鏡蓋閉合，機床開始工作，這樣就能保護顯微 鏡鏡頭在機床工作狀態下免受冷卻油霧的影響。顯示屏如上所述，顯示屏在對刀過程中，是隨顯微鏡的開啟與閉合而協調工作的。對刀裝置整體由顯微攝像系統，機械控制結構和顯示屏三部分組成，并由數控系 統控制。裝置整體安裝在機床工作狀態時不斷變動位置的工件頭架上。其中顯微攝像系統由單筒影像顯微鏡和攝像頭兩部分組成，顯微鏡的放大倍數由 調節手輪控制，經顯微鏡放大的工件的圖像可直接進入攝像頭再顯示在屏幕上進行二次放 大，其放大倍數按顯示屏的大小來定。為了保護顯微鏡物鏡在油霧工作環境下的安全，物鏡 下方設有鏡頭防護蓋，當顯微鏡處于對刀工作狀態時，鏡頭防護蓋靠機械控制機構自動打 開，此時工件與砂輪相對位置的圖像清晰顯示在屏幕上。完成對刀后，當啟動加工程序時， 顯微攝像系統自動退回到等待位置，同時鏡頭防護蓋自動閉合。本裝置的設計主要考慮針對用戶使用上的方便性，易操作及操作的準確性，以提 高工作效率為目的。其中關鍵的地方是機構設計要合理，機械動作與電氣控制的配合以及 鏡頭和攝像頭的防護問題要得到很好的解決。本實用新型的優越性和有益效果本裝置設計簡化結構、提高精度，確保了機床功 能的實現。采用光電顯微對焦大屏幕對刀裝置能顯著提高工件的加工精度和工作效率，并 能減少廢品損失，且在對刀時能在顯示屏上很大程度放大直視對刀過程，對刀結束，加工過 程時又能由鏡頭防護蓋在彈簧力的作用下蓋住鏡頭，保護鏡頭。
圖1為本實用新型五軸聯動數控磨床的對刀機構的一種實施方式，從水平方向觀 察的結構配置示意圖；圖2為本實用新型五軸聯動數控磨床的對刀機構的一種實施方式，滑塊和單筒影 像顯微鏡退至上方的狀態示意圖；圖3為五軸聯動數控磨床砂輪磨屑加工工件的立體狀態示意圖。圖中1是微型電機，2是數控連接端，3是顯示屏連接端，4是攝像頭，5是單筒影 像顯微鏡，6是放大倍數調節手輪，7是鏡頭防護蓋，8是剖面砂輪，9是砂輪，10是工件，11 是主軸，12是工件頭架，13是下行程開關，14是鎖緊螺母，15是焦距微調螺釘，16是導軌， 17是上行程開關，18是鏡頭托架，19是絲桿，20是滑塊，21是凸輪，22是物鏡伸出量調節手 輪，23是聯動桿，24是扭簧。
具體實施方式
以下對照附圖，對本實用新型作進一步說明。一種五軸聯動數控磨床的對刀機構，在工件頭架12的上部固定帶垂直導軌16的 上機架，在機架的上方配置微型電機1，微型電機1的輸出軸垂直向下，連接與導軌16平行 的絲桿19，絲桿19上螺紋配置滑塊20 ；滑塊20經物鏡伸出桿橫向伸出鏡頭托架18，鏡頭 托架18配置單筒影像顯微鏡5，單筒影像顯微鏡5的上部是CXD攝像頭4，CXD攝像頭4上 設有數控連接端2和顯示屏連接端3，分別電連接控制器和是顯示屏；單筒影像顯微鏡5配 有放大倍數調節手輪6，在單筒影像顯微鏡5的下部配置顯微鏡頭保護裝置；所述的顯微鏡 頭保護裝置為，在單筒影像顯微鏡5的下部設置一根與物鏡伸出桿平行，可繞軸旋轉的橫 向聯動桿23，聯動桿23的外端固定一鏡頭防護蓋7，聯動桿23上套置扭簧24，聯動桿23靠 近機架側配置凸輪21，凸輪21的突出端與機架上的抵壓突緣接觸。所述導軌16的上、下兩端分別配置上行程開關17和下行程開關13。由上行程開 關17和下行程開關13可以實現信號監控。在所述滑塊20與橫向伸出鏡頭托架18之間，配置物鏡伸出量調節手輪22。為了 更方便進行定位、對刀操作。所述單筒影像顯微鏡5位于夾持在工件頭架12、主軸11上工件10的上方。在此 區域范圍內便于對刀。所述單筒影像顯微鏡5放大倍數為80至120。在此放大倍數的范圍內，便于觀察、 對刀。所述攝像頭4為CCD攝像頭。CCD為電荷耦合器件(Charge Couple Device,簡 稱CCD)是一種金屬氧化物半導體(MOS)集成電路器件。它以電荷作為信號，基本功能是進 行電荷的存儲和電荷的轉移。CCD以其獨特的性能而發展迅速，廣泛應用于自動控制和自 動測量，尤其適用于圖像識別技術。CCD使用一種高感光度的半導體材料制成，能把光線轉 變成電荷，通過模數轉換器芯片轉換成數字信號，數字信號經過壓縮以后由相機內部的閃 速存儲器或內置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數據傳輸給計算機，并借助于計算機 的處理手段，根據需要來修改圖像。CXD由許多感光單位組成，通常以百萬像素為單位。當 CCD表面受到光線照射時，每個感光單位會將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產生的 信號加在一起，就構成了一幅完整的畫面。因此，將此技術應用于本裝置中能取得更好的效
^ ο
權利要求一種五軸聯動數控磨床的對刀機構，其特征在于在工件頭架(12)的上部固定帶垂直導軌(16)的上機架，在機架的上方配置微型電機(1)，微型電機(1)的輸出軸垂直向下，連接與導軌(16)平行的絲桿(19)，絲桿(19)上螺紋配置滑塊(20)；滑塊(20)經物鏡伸出桿橫向伸出鏡頭托架(18)，鏡頭托架(18)配置單筒影像顯微鏡(5)，單筒影像顯微鏡(5)的上部是攝像頭(4)，攝像頭(4)上設有數控連接端(2)和顯示屏連接端(3)，分別電連接控制器和是顯示屏；單筒影像顯微鏡(5)配有放大倍數調節手輪(6)，在單筒影像顯微鏡(5)的下部配置顯微鏡頭保護裝置；所述的顯微鏡頭保護裝置為，在單筒影像顯微鏡(5)的下部設置一根與物鏡伸出桿平行，可繞軸旋轉的橫向聯動桿(23)，聯動桿(23)的外端固定一鏡頭防護蓋(7)，聯動桿(23)上套置扭簧(24)，聯動桿(23)靠近機架側配置凸輪(21)，凸輪(21)的突出端與機架上的抵壓突緣接觸。
2.根據權利要求1所述五軸聯動數控磨床的對刀機構，其特征在于在所述導軌(16)的 上、下兩端分別配置上行程開關(17)和下行程開關(13)。
3.根據權利要求1所述五軸聯動數控磨床的對刀機構，其特征在于在所述滑塊(20)與 橫向伸出鏡頭托架(18)之間，配置物鏡伸出量調節手輪(22)。
4.根據權利要求1所述五軸聯動數控磨床的對刀機構，其特征在于所述單筒影像顯微 鏡(5)位于夾持在工件頭架(12)、主軸(11)上工件(10)的上方。
5.根據權利要求1所述五軸聯動數控磨床的對刀機構，其特征在于所述單筒影像顯微 鏡(5)放大倍數為80至120。
6.根據權利要求1所述五軸聯動數控磨床的對刀機構，其特征在于所述攝像頭(4)為 CCD攝像頭。
專利摘要本實用新型涉及一種機械加工機床的相關輔助器具，一種五軸聯動數控磨床的對刀機構，在工件頭架(12)的上部固定帶垂直導軌(16)的上機架，在機架的上方配置微型電機(1)，微型電機(1)的輸出軸垂直向下連接絲桿(19)，絲桿(19)上螺紋配置滑塊(20)；滑塊(20)經物鏡伸出桿橫向伸出鏡頭托架(18)，鏡頭托架(18)配置單筒影像顯微鏡(5)，單筒影像顯微鏡(5)的上部是攝像頭(4)，在單筒影像顯微鏡(5)的下部設置橫向聯動桿(23)，聯動桿(23)的外端固定一鏡頭防護蓋(7)，聯動桿(23)靠近機架側配置凸輪(21)，凸輪(21)的突出端與機架上的抵壓突緣接觸。本裝置設計簡化結構、顯著提高工件的加工精度和工作效率，并能減少廢品損失，能保護顯微鏡(5)鏡頭。
文檔編號B24B3/00GK201736080SQ20102019302
公開日2011年2月9日 申請日期2010年5月14日 優先權日2010年5月14日
發明者李建春, 許國欽, 陳昌匯 申請人:上海諾法機械設備有限公司