[发明专利]一种四轴数控机床加工中工件最大变形量检测装置及方法

说明书

本发明提出了一种四轴数控机床加工中工件最大变形量检测装置及方法，属于数控加工领域。解决了现有加工工件时，工件产生的径向变形无法测量的问题。它包括顶尖、连杆、第二支撑体、第一位移检测单元、第一支撑体、控制器、底座和第二位移检测单元，连杆一端与顶尖固定连接，另一端与第一支撑体固定连接，第二支撑体位于顶尖与第一支撑体之间，并与连杆固定连接，第二支撑体底部通过弹性部件与底座相连，第一支撑体底部通过转轴与底座相连，第一支撑体与第二支撑体支撑高度相同，第一位移检测单元位于第一支撑体与第二支撑体之间，并与连杆固定连接，第二位移检测单元固定连接于第二支撑体的底部。它主要用于检测加工中工件的最大变形量。

技术领域

本发明属于数控加工领域，特别是涉及一种四轴数控机床加工中工件最大变形量检测装置及方法。

背景技术

随着数控加工技术的不断发展，四轴数控机床应用越来越广泛。在四轴机床加工工件时，利用数控铣刀自身旋转对工件进行切削加工。在加工过程中，工件受到刀具切削力，产生径向变形，极大影响加工精度。因此，迫切需要一种在线检测装置来检测工件最大变形，为刀具的实时动态补偿提供数据支持。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种四轴数控机床加工中工件最大变形量检测装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种四轴数控机床加工中工件最大变形量检测装置，它包括顶尖、连杆、第二支撑体、第一位移检测单元、第一支撑体、控制器、底座和第二位移检测单元，所述连杆一端与顶尖固定连接，另一端与第一支撑体固定连接，所述第二支撑体位于顶尖与第一支撑体之间，并与连杆固定连接，所述第二支撑体底部通过弹性部件与底座相连，所述第一支撑体底部通过转轴与底座相连，所述第一支撑体与第二支撑体支撑高度相同，所述第一位移检测单元位于第一支撑体与第二支撑体之间，并与连杆固定连接，所述第二位移检测单元固定连接于第二支撑体的底部，所述第一位移检测单元和第二位移检测单元均与控制器通讯连接。

更进一步的，所述第一位移检测单元和第二位移检测单元均为电涡流传感器，所述第一位移检测单元为第一电涡流传感器，所述第二位移检测单元包括第二电涡流传感器和第三电涡流传感器。

更进一步的，所述第二电涡流传感器和第三电涡流传感器关于连杆轴线在水平面上的投影对称，所述第二电涡流传感器和第三电涡流传感器构成的直线与连杆轴线在水平面上的投影垂直。

更进一步的，所述第一位移检测单元和第二位移检测单元均与无线发射器通讯连接，所述无线发射器与控制器通讯连接，所述无线发射器与电池相连。

更进一步的，所述第二支撑体通过伸缩支撑部与弹性部件相连。

更进一步的，所述控制器与显示器相连。

更进一步的，所述顶尖为可更换活顶尖。

更进一步的，所述弹性部件为弹簧。

更进一步的，所述控制器为89C52型单片机。

本发明还提供了一种四轴数控机床加工中工件最大变形量的检测方法，它包括以下步骤：

步骤一：使顶尖与工件相接，工件件受切削力变形则带动顶尖和连杆产生位移h；

步骤二：测量工件与第二支撑体的距离为L₁，测量第二支撑体与第一支撑体的距离为L₂，

步骤三：通过第一位移检测单元检测到连杆的位移量为b，通过第二位移检测单元检测到第二支撑体的位移量为a；

步骤四：采用公式计算工件最大变形量，其中，h为工件的最大变形量。