[发明专利]一种实时测量阴极磨损量的装置及方法

权利要求书

1.一种实时测量阴极磨损量的装置，其特征在于：包括万向测量标准块（1）、主体框架（2）、拉簧（5）、底座（14）和检测系统，所述的主体框架（2）的结构形状为内部开设有圆柱形阶梯通孔的圆柱体，该圆柱形阶梯通孔的上端孔径小于圆柱形阶梯通孔的下端孔径；所述的主体框架（2）内设置有与上述圆柱形阶梯通孔相配合的定心滑块（3）；所述的万向测量标准块（1）包括基准部和连接部；所述的基准部的结构形状为圆柱体；所述的连接部穿过上述的定心滑块（3）后通过拉簧（5）与底座（14）相连，该连接部与定心滑块（3）采用半球面配合方式连接；所述的底座（14）固定安装在主体框架（2）的底部；所述的底座（14）与上述的定心滑块（3）之间设有顶簧（4）；所述的检测系统通过设于主体框架（2）一侧的航空插头（8）与上述的拉簧（5）相连。

2.根据权利要求1所述的一种实时测量阴极磨损量的装置，其特征在于：还包括快换接头（9）和气管（13），所述的气管（13）通过快换接头（9）与底座（14）上开设的第一通气孔（15）相连；所述的第一通气孔（15）的内部设有第二通气孔（16），该第二通气孔（16）与上述的圆柱形阶梯通孔相通；所述的定心滑块（3）上设有第三通气孔（17）。

3.根据权利要求1或2所述的一种实时测量阴极磨损量的装置，其特征在于：所述的检测系统包括内部设有集成控制系统的控制盒（7）和电源，所述的控制盒（7）上设有检测电极（21）、负极（20）、控制信号输出口（18）和电源输入口（19），所述的检测电极（21）与电线的一端相连，该电线的另一端通过航空插头（8）与拉簧（5）相连；所述的负极（20）与机床主轴上的阴极电连接；所述的控制信号输出口（18）与机床控制机构电连接；所述的电源输入口（19）与电源电连接。

4.根据权利要求3所述的一种实时测量阴极磨损量的装置，其特征在于：所述的底座（14）的底部设置有定位块（6）。

5.根据权利要求4所述的一种实时测量阴极磨损量的装置，其特征在于：所述的主体框架（2）与底座（14）之间采用定位紧固螺丝（12）固定；所述的定位块（6）与底座（14）之间采用紧固螺丝（11）固定；所述的拉簧（5）与底座（14）之间采用拉紧螺丝（10）固定。

6.根据权利要求5所述的一种实时测量阴极磨损量的装置，其特征在于：所述的主体框架（2）、定心滑块（3）、底座（14）和万向测量标准块（1）均采用00Cr27Ni31Mo4Cu奥氏体不锈钢（2）制成。

7.一种实时测量阴极磨损量的方法，其步骤为：

（1）定位：将权利要求1至6中任意一项所述的装置定位于机床的工作台上；

（2）编程：在集成控制系统中写入一段专门针对测量时阴极的运动轨迹而编制的程序；

（3）设置系统零点：找出位于万向测量标准块（1）中基准部上表面的圆心，此圆心的坐标值设置为集成控制系统中程序的零点位置；

（4）测量标准坐标值：在机床加工前，通过步骤（2）中编制的程序，控制阴极触碰万向测量标准块（1）中基准部的侧表面，记录下阴极在该点的坐标值，该坐标即为阴极在半径方向的标准坐标值；结束上述的测量后，阴极暂停一个指定的时间后，程序自动往下执行，控制阴极触碰万向测量标准块（1）中基准部的上表面，记录下阴极在该点的坐标值，该坐标即为阴极在高度方向的标准坐标值；

（5）测量实时坐标值：步骤（4）结束后，机床开始加工，在加工过程中，采用与步骤（4）相同的方法测量并记录下阴极在半径和高度方向的实时坐标值；

（6）计算磨损量：最后将加工过程中测量的实时坐标值与加工前测量的标准坐标值相比较，即可计算出阴极在半径和高度方向的磨损量，进而能及时进行阴极磨损补偿。

8.根据权利要求7所述的一种实时测量阴极磨损量的方法，其特征在于：步骤（1）所述的定位是通过定位块（6）定位于机床的工作台上，同时配合T型螺杆及螺母压紧。

9.根据权利要求8所述的一种实时测量阴极磨损量的方法，其特征在于：步骤（3）所述的万向测量标准块（1）中基准部上表面的圆心采用千分表找出。

10.根据权利要求9所述的一种实时测量阴极磨损量的方法，其特征在于：步骤（4）中所述的标准坐标值的具体测量方法为：控制机床主轴上的阴极在X或者Y的任一方向朝着万向测量标准块（1）的圆心匀速运动，当阴极触及万向测量标准块（1）中基准部的侧表面时，控制盒（7）产生一信号即检测电极（21）处的电平由高电平跳变为低电平，并通过控制信号输出口（18）将信号发送至机床控制机构使机床停止运动，记录下此时的坐标值，该坐标值为阴极在半径方向的标准坐标值；结束上述的测量后，阴极暂停一个指定的时间后，程序自动往下执行，控制阴极快速移至万向测量标准块（1）的圆心上方，向着Z-方向匀速运动，当阴极触及万向测量标准块（1）中基准部的上表面时，控制盒（7）产生一信号即检测电极（21）处的电平由高电平跳变为低电平，并通过控制信号输出口（18）将信号发送至机床控制机构使机床停止运动，记录下此时的坐标值，该坐标值为阴极在高度方向的标准坐标值。