一种加工前测量木工PCD刀具形状的方法

摘要

本发明涉及一种加工前测量木工PCD刀具形状的方法，其步骤为：（1）设置包括控制系统、四个伺服电机、测距传感器、控制器、I/O采集卡和待测木工PCD刀具的测量系统；（2）控制系统控制第一个伺服电机带动测距传感器移动至被检测齿处，并控制第二个、第三个和第四个伺服电机带动测距传感器与测距传感器做相对运动；（3）测距传感器检测被检测齿表面上的第一个点，并将检测到的第一个点位置坐标（x1,y1,z1）返回至控制系统；（4）重复步骤（3），将检测到的第二个点位置坐标（x2,y2,z2）返回至控制系统；（5）重复步骤（3）、（4），将检测到的第三个点位置坐标（x3,y3,z3）返回至控制系统，根据所记录的三点坐标值，构成被检测齿的刀具平面，并与理想外端圆柱面求交线，得到被检测齿的磨削轨迹。

说明书

技术领域

本发明涉及一种刀具形状测量方法，特别是关于一种在磨削木工PCD刀具之 前用非接触式测量方式测量其准确形状的方法。

背景技术

PCD螺旋刀具广泛应用于木材加工行业，其需求量逐年增大。磨削PCD刀具最 重要的形状指标是其各个切削刃的最外端需处在同一个外圆上，由于焊接时产生 的形状和位置偏差不可预测，所以需要在加工前测量刀片刃口的准确位置，进而 得出加工所需要的轨迹。当前所采用的测量方法均为等间距逐点测量，当刀具切 削刃较长时或者测量间隔较小时，由于需要测量的点数很多，这种测量方式测量 效率很低。测量效率低造成了机床很大一部分时间都在进行切削前的准备工作， 降低了机床有效运行时间，增加了刀具的制造成本。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种测量效率较高的加工前测量木工PCD 刀具形状的方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种加工前测量木工PCD刀具 形状的方法，其包括以下步骤：（1）设置一木工PCD刀具形状测量系统，该测量 系统包括控制系统、第一个伺服电机、第二个伺服电机、第三个伺服电机、第四 个伺服电机、测距传感器、控制器、I/O采集卡和待测的木工PCD刀具；所述控制 系统内预置有四个所述伺服电机运动轨迹控制指令；（2）控制系统根据预置的运 动轨迹控制指令控制第一个伺服电机沿Z轴带动测距传感器移动至木工PCD刀具 被检测齿处，同时，控制系统控制第二个伺服电机、第三个伺服电机和第四个伺 服电机带动测距传感器与测距传感器做相对运动；（3）测距传感器检测木工PCD 刀具被检测齿表面上的第一个点，并由控制器及I/O采集卡将当前测距传感器检 测到的第一个点位置坐标（x₁,y₁，z₁）返回至控制系统，由控制系统记录该位置坐 标；（4）根据控制系统内预置的控制命令，控制第一个伺服电机带动测距传感器 移动至被检测齿表面上的第二个点，同时第二个伺服电机和第四个伺服电机带动 木工PCD刀具运动，并重复步骤（3），将测距传感器检测到的第二个点位置坐标 （x₂,y₂,z₂）返回至控制系统；（5）重复步骤（3）、步骤（4），测距传感器将检测 到的被检测齿表面上第三个点位置坐标（x₃,y₃,z₃）返回至控制系统，由控制系统 根据所记录的三点坐标值，构成被检测齿的刀具平面，并将此平面与木工PCD刀 具被检测齿理想外端圆柱面求交线，得到木工PCD刀具被检测齿的磨削轨迹。

所述步骤（1）中，所述木工PCD刀具形状测量系统内的控制系统输出端分别 连接四个所述伺服电机，所述第一个伺服电机带动所述测距传感器沿Z轴移动， 所述第二个伺服电机和第三个伺服电机分别带动所述木工PCD刀具沿X轴、Y轴移 动，所述第四个伺服电机带动所述木工PCD刀具转动；所述测距传感器在所述控 制器控制下，检测所述木工PCD刀具被检测齿，检测结果经所述控制器传输至所 述I/O采集卡，所述I/O采集卡将采集到的检测数据传输至所述控制系统。

所述测距传感器采用非接触式测距传感器和接触式测距传感器中的一种。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用测距传 感器在被检测齿表面上检测三点位置坐标，并由控制系统记录三点位置坐标，三 点位置坐标构成被检测齿的刀具平面，将此平面与木工PCD刀具被检测齿理想外 端圆柱面求交线，得到被检测齿的磨削轨迹。该测量方法省去了目前等间距检测 方法中单个齿多次测量，提高了测量效率。2、本发明由于测距传感器可以采用非 接触式测距传感器，也可以采用接触式测距传感器，根据测量的三点位置坐标确 定木工PCD刀具磨削时所走的切削刃曲线，使得该方法适用范围较广。本发明可 以广泛在刀具形状测量中应用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明在检测PCD刀具形状时的检测示意图；

图3是本发明检测PCD刀具形状时局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明提供一种加工前测量木工PCD刀具形状的方法，该 方法主要是采用控制系统通过伺服电机驱动接触式传感器或非接触式传感器检测 被测齿面的三点位置，记录传感器信息，进而得到刀具齿的形状。其包括以下步 骤：

1）设置一木工PCD刀具形状测量系统，该测量系统包括控制系统1、第一个 伺服电机2、第二个伺服电机3、第三个伺服电机4、第四个伺服电机5、测距传 感器6、控制器7、I/O采集卡8和待测的木工PCD刀具9。其中，控制系统1内 预置有四个伺服电机运动轨迹控制指令。

控制系统1输出端分别连接第一个伺服电机2、第二个伺服电机3、第三个伺 服电机4和第四个伺服电机5，第一个伺服电机2带动测距传感器6沿Z轴移动， 以下简称为Z轴伺服电机；第二个伺服电机3和第三个伺服电机4分别用于带动 木工PCD刀具9沿X轴、Y轴移动，以下分别简称为X轴伺服电机和Y轴伺服电机； 第四个伺服电机5用于带动木工PCD刀具9进行转动，以下简称为A轴伺服电机。 测距传感器6在控制器7控制下，对木工PCD刀具9被检测齿10进行检测，检测 结果经控制器7传输至I/O采集卡8，I/O采集卡8将采集到的检测数据传输至控 制系统1，由控制系统1记录四个伺服电机坐标值。

2）控制系统1根据预置的运动轨迹控制指令控制Z轴伺服电机2带动测距传 感器6移动至木工PCD刀具9被检测齿10处，同时，控制系统1控制X轴、Y轴 和Z轴伺服电机带动测距传感器6运动，使得木工PCD刀具9和测距传感器6做 相对运动。

3）如图3所示，测距传感器6检测木工PCD刀具9被检测齿10表面上的第 一个点，并由控制器7及I/O采集卡8将当前测距传感器6检测到的第一个点位 置坐标（x₁,y₁,z₁）返回至控制系统1，由控制系统1记录该位置坐标。

4）根据控制系统1内预置的控制命令，控制Z轴伺服电机带动测距传感器6 移动至被检测齿10表面上的第二个点，同时X轴和A轴伺服电机带动木工PCD刀 具9运动，并重复步骤3），将测距传感器6检测到的第二个点位置坐标（x₂,y₂,z₂） 返回至控制系统1。

5）重复步骤3）、步骤4），测距传感器6将检测到的被检测齿10表面上第三 个点位置坐标（x₃,y₃,z₃）返回至控制系统1，由控制系统1根据所记录的木工PCD 刀具9被检测齿表面三点坐标值，构成被检测齿的刀具平面11（如图2所示），并 将此平面与木工PCD刀具9被检测齿理想外端圆柱面12求交线，可以得到木工PCD 刀具9被检测齿的磨削轨迹13。

上述步骤1）中，测距传感器6可以采用非接触式测距传感器，也可以采用接 触式测距传感器。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的连接、结构及步骤都是可以有所 变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件的连接和结 构进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。