[发明专利]数控加工中心刀具磨损自动补偿装置及补偿方法

权利要求书

1.一种数控加工中心刀具磨损自动补偿方法，采用的数控加工中心刀具磨损自动补偿装置包括主轴箱、主轴、电动气缸、环形块、激光测径仪和位移传感器，所述主轴一端设置在主轴箱内，另一端安装有刀柄且伸出主轴箱外，刀柄上安装有切削用的刀具，至少两个电动气缸对称设置于主轴箱内的主轴外侧，且电动气缸的轴线与主轴的轴线平行，电动气缸内设置有能沿气缸体内壁直线运动的推杆，电动气缸的推杆外端与环形块的一端面连接，主轴和刀具均从环形块的中心穿过，主轴、刀具均与环形块的内腔壁之间有间隙，所述环形块上设置有激光测径仪，环形块的另一端面设置有至少一个位移传感器，所述激光测径仪和位移传感器分别与数控加工中心处理器建立通讯连接，所述主轴箱靠近环形块一面设置有环形块收纳凹槽，当激光测径仪和位移传感器工作时，推杆推动环形块伸出主轴箱，反之，推杆带动环形块缩回主轴箱上的收纳凹槽中；所述环形块为与主轴同轴线的圆环形柱体；所述推杆外端与靠近主轴箱的环形块的环形外壁的端面固定连接；所述激光测径仪安装于环形块的圆环形内壁上；

其特征是，所述数控加工中心刀具磨损自动补偿方法包括如下步骤：

步骤1：数控加工中心结束加工工件后，主轴带动刀柄上的刀具回到设定好的零点位置，并且停止转动；

步骤2：电动气缸推动推杆带动环形块整体自主轴箱向刀具方向移动，至推杆的最大行程；

步骤3：主轴带动刀具的切削部分缓慢旋转，同时激光测径仪开始工作，激光测径仪测得的刀具直径并传输至数控加工中心的数据处理模块；

步骤4：数控加工中心的数据处理模块记录刀具切削部分的实际直径，并且将刀具切削部分实际直径与刀具切削部分的标准直径进行对比；

步骤5：若刀具切削部分的标准直径与刀具切削部分实际直径之差小于等于最大补偿值，则系统自动根据测得的数据生成刀具补偿值，并将刀具补偿值加到下一段加工程序中；若刀具切削部分的标准直径与刀具切削部分实际直径之差大于最大补偿值，则系统发出警报信号，提醒操作人员检查核实是否更换刀具；

步骤6：若步骤5不需要更换刀具，则在半径补偿值加到下段程序以后，位移传感器开始收集数据，位移传感器收集数据时推杆自最大行程处开始收回至电动气缸内，在收回的过程中依靠刀具切削部分上的特征点和参考点完成刀具切削长度的测量，并且将位移传感器测得的刀具直径并传输至数控加工中心的数据处理模块，测量完成后主轴停止低速转动，推杆带动环形块收回至主轴箱上的收纳凹槽里；

步骤7：若刀具切削部分的标准长度与刀具切削部分实际长度之差小于等于最大补偿值，则系统自动根据测得的数据生成刀具补偿值，并将刀具补偿值加到下一段加工程序中；若刀具切削部分的标准长度与刀具切削部分实际长度之差大于最大补偿值，则系统发出警报信号，提醒操作人员检查核实是否更换刀具；

步骤8：若步骤7不需要更换刀具，则刀具补偿完成后，数控加工中心的处理器将刀具号、补偿类型和补偿值发送至数控加工中心，数控加工中心的处理器自动生成刀具补偿程序，然后数控机床会根据最新的刀具补偿数据完成接下来的加工主轴继续加工工件，直至下一次对道具进行测量，重复步骤1-7。

2.如权利要求1所述的一种数控加工中心刀具磨损自动补偿方法，其特征是，所述主轴能绕主轴轴线转动。

3.如权利要求1所述的一种数控加工中心刀具磨损自动补偿方法，其特征是，所述电动气缸内径和推杆外径相同，电动气缸与推杆同轴线，且两者的接触表面均为光滑圆柱面。

4.如权利要求1所述的一种数控加工中心刀具磨损自动补偿方法，其特征是，所述收纳凹槽与环形块外轮廓一致，收纳凹槽的深度与环形块厚度一致。

5.如权利要求1所述的一种数控加工中心刀具磨损自动补偿方法，其特征是，所述收纳凹槽与环形块的表面均为光滑表面。

6.如权利要求1所述的一种数控加工中心刀具磨损自动补偿方法，其特征是，所述推杆在电动气缸内的伸出口设置在收纳凹槽的内端面上。