[发明专利]用于机床的刀具测量装置

说明书

描述了一种用于机床的光学刀具测量装置(2)。该装置包括用于将光引导向刀具感测区域(13)的光源(10)以及用于检测来自刀具感测区域(13)的光的传感器(14)。还提供了用于选择性地保护传感器(14)免受污染的影响的遮断器组件(40)。遮断器组件(40)被配置成提供关闭配置和打开配置，在关闭配置中，传感器(14)被遮断器组件(40)覆盖，由此防止传感器(14)受到污染，并且在打开配置中，光能够通过遮断器组件(40)的第一孔口(72；102)传递到传感器(14)。此外，遮断器组件(40)被另外配置成另外提供收缩配置，在收缩配置中，光能够通过遮断器组件(40)的第二孔口(74；104)传递到传感器，第二孔口小于第一孔口。以这种方式，装置(2)对存在于机床环境中的、比如切屑和冷却剂等污染物具有增强的抵抗力。

本发明涉及一种用于机床的光学刀具测量装置，更具体地涉及用于保护这种装置免受机床内的恶劣环境影响的改进。

与机床等一起使用的光学刀具测量装置是已知的。这种装置的一个示例是检测刀具何时使窄激光束中断的所谓的激光对刀器。这样允许收集比如长度和直径等刀具测量值。EP 1050368描述了这样一种激光对刀器，其中激光束可以经由窄孔口进入和离开装置。压缩空气从孔口中流出用于降低污染物等进入装置或遮蔽光路的风险。

基于视觉或相机的刀具测量装置也是已知的，其中成像传感器捕获刀具的图像。由挪威克莱比的科诺普提卡公司(Conoptica，Klaebu，Norway)出售的CU2刀具测量系统是这种装置的示例。典型的基于视觉的对刀系统包括用于照亮刀具的光源以及用于收集此刀具的图像的成像传感器。机械遮断器通常用于保护成像传感器免受恶劣的机床环境的影响。机械遮断器在对刀具进行检查时打开，并且在进行加工操作时关闭以保护成像传感器，这些加工操作通常使用加压冷却剂流并产生大量切割碎屑。这种机械遮断器的目的是保持成像传感器尽可能没有污染物。然而，已经发现，当遮断器最初打开时，污染物可能仍然存在于机床环境中。

US 2010/0206384描述了用于光学刀具测量装置的保护系统的另一示例。该设备包括可以从打开位置移动到关闭位置的遮断器。在打开位置，光线穿过孔口到达光传感器。当遮断器处于关闭位置时，该孔口被密封以防止装置的光学部件受到污染。位于孔口周边周围的一系列喷嘴还提供了离开孔口的管状气流，以帮助在遮断器打开时防止污染物进入。遮断器还被布置成使得当该遮断器从关闭位置移动到打开位置时，在遮断器到达打开位置之前，瞬时喷气通过孔口喷出，在该打开位置，光可以传递到传感器。这种瞬时喷气旨在当空气喷嘴提供管状气流之前(同时遮断器保持处于打开位置)从孔口中清除碎屑。这种布置对于小孔口可能有些效果，但是对于基于相机的系统中所需的大孔口则效果较差。

根据本发明，提供了一种用于机床的光学刀具测量装置，该光学刀具测量装置包括：

光源，用于将光引导向刀具感测区域，

传感器，用于检测来自所述刀具感测区域的光，以及

遮断器组件，该遮断器组件用于选择性地保护所述传感器免受污染的影响，所述遮断器组件被配置成提供关闭配置和打开配置，在所述关闭配置中，所述传感器被所述遮断器组件覆盖而由此防止所述传感器受到污染，在所述打开配置中，光能够通过所述遮断器组件的第一孔口传递到所述传感器，

其特征在于，所述遮断器组件被配置成另外地提供收缩配置，在所述收缩配置中，光能够通过所述遮断器组件的第二孔口传递到所述传感器，所述第二孔口小于所述第一孔口。

因此，本发明涉及一种用于机床(比如加工中心、车床等)的光学刀具测量装置。该装置包含光源，该光源可以包括发光二极管(LED)和其他光学部件，比如，透镜、滤光器等。还提供了用于感测光的传感器。传感器具有一个或多个光敏区域，并且还可以包含其他光学部件(例如，透镜、滤光器等)。在一个实施例中，来自光源的光沿着光束路径经由刀具感测区域被引导到传感器；该刀具感测区域是自由空间中可以被插入刀具的区域。