[发明专利]一种基于反转形貌法的刀具磨损测量位移控制压入装置

权利要求书

1.一种基于反转形貌法的刀具磨损测量位移控制压入装置，其特征在于：包括位移传感器(1)、PLC控制装置(2)、数控系统(3)、真空泵(7)和真空吸盘(5)；所述PLC控制装置(2)和数控系统(3)为机床自带器件；所述位移传感器(1)、真空泵(7)和真空吸盘(5)为外加部件；

所述位移传感器(1)包括信号发射器和信号接收器；所述信号发射器固定安装在刀具的刀柄处，所述信号接收器通过胶粘方式安装于软质金属(10)表面；

所述信号发射器和信号接收器分别与PLC控制装置(2)连接，用于检测位移传感器(1)与软质金属(10)间的距离，并将距离信号传递给PLC控制装置(2)进行运算；所述PLC控制装置(2)在接收到位移传感器(1)的距离信号后，进行相关计算并将计算结果反馈至数控系统(3)，数控系统(3)根据反馈的数据控制刀具进给，以实现刀具按照固定位移压入软质金属(10)的目的；所述真空泵(7)通过真空吸气管(6)与真空吸盘(5)相连接，用于产生真空；所述真空吸盘(5)用于吸附并固定工件(4)和软质金属(10)，减少工件(4)由于夹持力而产生的形变；

所述刀具磨损测量位移控制压入装置的使用方法，包括以下步骤：

第一步、选取软质金属(10)，对其表面进行研磨，以改善其表面粗糙度以及平面度，减小压印过程中因基材表面质量不满足要求而引起的误差；

第二步、将软质金属(10)和工件(4)同时吸附在真空吸盘(5)上；

第三步、设定机床运动参数，通过位移传感器(1)与PLC控制装置(2)，使刀具按照一定的位移运动，并且使刀具切削刃(9)缓慢压入软质金属(10)留下刀具压痕(8)，具体过程如下：

A、在距离刀具刀尖的距离d_b的位置安装位移传感器(1)的信号发射器并设定参数，在软质金属(10)的表面对应位置安装位移传感器(1)的信号接收器；

B、刀具压入行程开始之前，设定刀具压入软质金属(10)深度为d，位移传感器(1)距离刀尖的距离d_b，d_b＞＞d，测定出位移传感器(1)与软质金属(10)的距离为d_a，因此刀尖与软质金属(10)表面的距离d_c＝d_a-d_b；从而得压入过程中刀具运动的距离为d_h＝d_c+d；

C、刀具开始运动之后，位移传感器(1)作为信号源，测定的距离d_a'作为初始信号进入PLC控制装置(2)进行运算处理，刀具移动的距离s＝d_a-d_a'，当刀具运动距离s达到设定d_h值时，数控系统(3)接收到PLC控制装置(2)的停止信号，刀具停止运动；刀具按照原路径返回初始位置；

第四步、取下软质金属(10)，使用接触式表面轮廓测量仪对软质金属(10)上刀具压痕(8)轮廓进行测量；通过对磨损前后刀具的复刻形貌进行对比，得出刀具的磨损量。

2.根据权利要求1所述的一种基于反转形貌法的刀具磨损测量位移控制压入装置，其特征在于：对于不具备真空吸附功能的数控机床外设真空泵(7)及真空吸盘(5)。

3.根据权利要求1所述的一种基于反转形貌法的刀具磨损测量位移控制压入装置，其特征在于：所述位移传感器(1)为激光位移传感器。