[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

说明书

本发明公开了一种基于反转形貌法的刀具磨损测量位移控制压入装置，包括位移传感器、PLC控制装置、数控系统、真空泵和真空吸盘；所述位移传感器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表面。本发明通过位移控制刀具压入软质金属的深度。通过将磨损前和磨损后的刀具磨损部分复刻到软质金属上并使用表面轮廓测量设备进行测量，对比两次测量结果，进一步得出刀具的磨损量，特别适用于金刚石刀具的磨损检测。本发明通过位移控制压入深度可以很好的保证刀具磨损前后两次压印过程深度相同，刀具磨损部分完全复刻到软质金属，大大提高了检测过程的可信度，提高了检测精度。

技术领域

本发明属于刀具磨损检测领域，尤其是涉及一种基于位移控制的高精度刀具磨损测量装置，主要应用于精密超精密加工刀具磨损检测。

背景技术

超精密加工已经逐渐成为先进制造的前沿核心技术。在超精密加工中刀具的磨损会导致刀具切削性能变差，当刀具磨损超出许可范围后，切削力会迅速增大，切削温度会急剧上升，从而会降低被加工工件的加工精度，增大工件的表面粗糙度，影响产品质量。因此如何对刀具磨损进行检测，及时准确的检测刀具磨损情况是避免加工质量下降的最佳方法。传统的刀具磨损检测技术存在测量效率低、测量精度低、测量过程复杂等缺点。中国专利CN201510770249.5公开了一种刀具磨损检测仪，该检测仪是配合原子显微镜进行刀具磨损检测，测量时需要多次拆卸刀具，无法做到在线检测，测量效率低；中国专利CN202010408831.8公开了一种用于刀具在机磨损检测装置，依靠图像检测与信息处理进行刀具磨损的检测，并且该装置依靠传统机械装夹方式，整体结构复杂标且检测精度不高，存在在较大误差。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种测量效率高、测量精度高、测量方法简单的的基于反转形貌法的刀具磨损测量位移控制压入装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于反转形貌法的刀具磨损测量位移控制压入装置，包括位移传感器、PLC控制装置、数控系统、真空泵和真空吸盘；所述PLC控制装置和数控系统为机床自带器件；所述位移传感器、真空泵和真空吸盘为外加部件。

所述位移传感器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表面；

所述信号发射器和信号接收器分别与PLC控制装置连接，用于检测位移传感器与软质金属间的距离，并将距离信号传递给PLC控制装置进行运算；所述PLC控制装置在接收到位移传感器的距离信号后，进行相关计算并将计算结果反馈至数控系统，数控系统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的目的；所述真空泵通过真空吸气管与真空吸盘相连接，用于产生真空；所述真空吸盘用于吸附并固定工件和软质金属，减少工件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具体使用方法，包括以下步骤：

第一步、选取软质金属，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、将软质金属和工件同时吸附在真空吸盘上；

第三步、设定机床运动参数，通过位移传感器与PLC控制装置，使刀具按照一定的位移运动，并且使刀具切削刃缓慢压入软质金属留下刀具压痕，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的信号发射器并设定参数，在软质金属的表面对应位置安装位移传感器的信号接收器；