CN101898253B - 数控机床 - Google Patents
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Abstract
一种数控机床，其包括卡盘、工作台、刀具及伺服装置。卡盘及伺服装置固定工作台上。卡盘夹持工件，伺服装置驱动刀具。数控机床还包括观察装置、驱动装置及控制器。驱动装置固定工作台上，观察装置固定驱动装置上，观察装置视窗中设有标记。控制器与驱动装置电连接，控制器包括位置模块、移动模块及计算模块。移动模块控制驱动装置移动观察装置使标记与视窗中刀尖或工件欲加工表面对齐，位置模块获取标记与刀尖，及工件欲加工表面对齐时坐标，计算模块计算刀尖坐标与工件欲加工表面坐标之间位移量，数控机床将获得的位移量作为对刀时刀具相对工件的移动量。本发明用观察装置得到刀具对刀时位移量，无需刀具与工件接触，防止操作不慎造成刀具损坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种数控机床。
背景技术
在数控车床进行面加工前，都必须进行对刀的动作。对刀的就是找出欲加工工件开始加工的位置，并设定此位置之坐标，以便控制车削量及确定进刀位置。现在的数控车床通常都是使用手动式的对刀方式，即将刀具移至欲加工面接触后再设定其坐标点。
然而由于此方法需手动调整刀具位移量，因此往往一旦操作不慎就会造成刀具撞上工件而断裂，尤其超精密车床加工的刀具价格更是不斐。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种防止刀具对位时碰撞工件的数控机床。
一种数控机床，其包括卡盘、工作台、刀具及伺服装置。所述卡盘及伺服装置固定于所述工作台上，所述卡盘用于夹持工件，所述刀具由所述伺服装置驱动实现运动。所述数控机床还包括观察装置、驱动装置及控制器，所述驱动装置固定于所述工作台上，所述观察装置固定于所述驱动装置上，所述观察装置视窗中设置有标记，所述控制器与所述驱动装置电连接，所述控制器包括位置模块、移动模块及计算模块，所述移动模块用于控制所述驱动装置移动所述观察装置使得所述标记与视窗中的刀尖或所述工件欲加工表面对齐，所述位置模块用于获取所述标记与刀尖对齐时的坐标，及获取所述标记与所述工件欲加工表面对齐时的坐标，所述计算模块用于计算所述刀尖的坐标与所述工件欲加工表面的坐标之间的位移量，所述数控机床将所述计算模块获得的位移量作为对刀时伺服装置驱动刀具相对工件的移动量。
本发明提供的数控机床利用观察装置即可得到刀具与工件欲加工面之间的位移量，从而得到对刀时刀具相对工件需要移动的位移量，由于刀具与工件不直接接触，所以可防止操作不慎造成的刀具损坏。
附图说明
图1为本发明提供的数控机床的示意图。
图2为图1的数控机床控制器的模块示意图。
图3为图1的数控机床第一对位状态时的视窗示意图。
图4为图1的数控机床第二对位状态时的视窗示意图。
具体实施方式
请参见图1至图3，为本发明实施方式提供的数控机床100。本实施方式中，所述数控机床100是数控车床。所述数控机床100包括观察装置10、显示器20、驱动装置30、控制器40、卡盘50、工作台60、刀具70及伺服装置80。所述驱动装置30、卡盘50、伺服装置80均安装在工作台60上。
所述卡盘50用于夹持工件200。所述工件200在所述卡盘50的带动下，绕卡盘50的旋转中心轴OO’旋转。所述工件200具有欲加工表面210。本实施方式中，所述工件200是圆柱体，所述工件200的欲加工表面210包括侧壁211及端面212。所述刀具70是车刀，所述刀具70包括刀柄71及刀尖72。所述刀具70的刀柄71固定于所述伺服装置80上。所述伺服装置80既可以带动所述刀具70沿卡盘50的旋转中心轴OO’移动，也可以沿垂直于所述中心轴OO’的水平方向X移动。本实施方式中，所述伺服装置80是步进马达。
所述观察装置10可以是高倍显微镜，也可以是高倍数摄影机。本实施方式中，所述观察装置10是高倍数摄影机。请参阅图3，所述观察装置10的视窗11中设置有标记12。所述标记12可以是X线、十字线或方框等标记。本实施方式中，所述标记12是十字线。所述标记12包括沿所述卡盘50的旋转中心轴OO’方向的横线120及与横线120垂直的纵线121。所述显示器20用于将所述观察装置10观察到的图像显示出来，以方便观察及操作。所述驱动装置30是步进马达。所述观察装置10固定于所述驱动装置30上。本实施方式中，所述驱动装置30可以带动所述观察装置10沿卡盘50的旋转中心轴OO’移动，还可以带动所述观察装置10沿垂直于所述中心轴OO’的水平方向X移动。所述控制器40与所述驱动装置30电连接。
请参阅图2，所述控制器40包括移动模块41、位置模块42及计算模块43。
请参阅图1、图2及图4，所述移动模块41用于控制所述驱动装置30移动所述观察装置10使得所述观察装置10的视窗11内的标记12与刀尖72或与所述工件200欲加工表面210对齐。当所述数控机床100用于加工所述工件200的直径时，所述移动模块41控制所述驱动装置30移动所述观察装置10使得所述观察装置10视窗11内的标记12的横线120与所述工件200的侧壁211对齐。当所述数控机床100用于加工所述工件200的长度时，所述移动模块41控制所述驱动装置30移动所述观察装置10使得所述观察装置10视窗11内的标记12的纵线121与所述工件200的端面212对齐。本实施方式中，以加工所述工件200的长度为例。所述移动模块41控制所述驱动装置30移动所述观察装置10使得所述观察装置10视窗11内的标记12的纵线121先与所述刀尖72对齐，再移动所述观察装置10使得所述观察装置10视窗11内的标记12的纵线121与所述工件200的端面212对齐。所述移动模块41可以有操作者通过观看所述显示器20设定所述移动模块41的参数，从而移动所述观察装置10，也可以利用边缘侦测技术进行自动识别及控制。本实施方式中，操作者通过观看所述显示器20，利用所述数控机床100手动设定所述移动模块41的参数，从而移动所述观察装置10。
所述位置模块42用于获取所述观察装置10的视窗11内标记12与所述刀尖72对齐时的坐标，及所述观察装置10的视窗11内标记12与所述工件200欲加工表面210对齐时的坐标。
请参阅图4，所述位置模块42可以由操作者手动设定，也可以通过软件自动获取所述标记12与刀尖72对齐时的坐标。本实施方式中，操作者通过观看所述显示器20，当所述标记12的纵线121与刀尖72对齐时，通过读取驱动装置30驱动观察装置10移动的当前坐标值，并手动将该坐标值设给所述位置模块42作为所述刀尖72的坐标。当然，若利用边缘侦测技术，则先侦测出刀尖72的边缘，再判断刀尖72是否与所述标记12的纵线121对齐，当对齐时自动将当前坐标设定给所述位置模块42，作为刀尖72的坐标。
请参阅图3，所述位置模块42可以由操作者手动设定，也可以通过软件自动获取所述标记12与刀尖72对齐时的坐标。本实施方式中，操作者通过观看所述显示器20，当所述标记12的纵线121与所述工件200的端面212对齐时，通过读取驱动装置30驱动观察装置10移动的当前坐标值，并手动将该坐标值设给所述位置模块42作为工件200的端面212的坐标。当然，若利用边缘侦测技术，则先侦测出所述工件200的端面212的边缘，再判断所述工件200的端面212是否与所述标记12的纵线121对齐，当对齐时自动将当前坐标设定给所述位置模块42，作为所述工件200的端面212的坐标。
所述计算模块43用于计算所述刀尖72的坐标及所述工件200欲加工表面210的坐标之间的位移量。本实施方式中，所述计算模块43获取所述刀尖72的坐标及所述工件200端面212的坐标之间的坐标，并进行做差处理，从而获得所述刀尖72移动到所述工件200欲加工表面210需要移动的位移量。所述数控机床100将所述计算模块43获得的位移量作为对刀时伺服装置80驱动刀具70相对工件的移动量。
本发明提供的数控机床利用观察装置即可得到刀具与工件欲加工面之间的位移量，从而得到对刀时刀具相对工件需要移动的位移量，由于刀具与工件不直接接触，所以可防止操作不慎造成的刀具损坏。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (6)
1.一种数控机床，其包括卡盘、工作台、刀具及伺服装置，所述卡盘及伺服装置固定于所述工作台上，所述卡盘用于夹持工件，所述刀具由所述伺服装置驱动实现运动，其特征在于，所述数控机床还包括观察装置、驱动装置及控制器，所述驱动装置固定于所述工作台上，所述观察装置固定于所述驱动装置上，所述观察装置视窗中设置有标记，所述控制器与所述驱动装置电连接，所述控制器包括位置模块、移动模块及计算模块，所述移动模块用于控制所述驱动装置移动所述观察装置使得所述标记与视窗中的刀尖或所述工件欲加工表面对齐，所述位置模块用于获取所述标记与刀尖对齐时的坐标，及获取所述标记与所述工件欲加工表面对齐时的坐标，所述计算模块用于计算所述标记与所述刀尖对齐时的坐标与所述标记与所述工件欲加工表面对齐时的坐标之间的位移量，所述数控机床将所述计算模块获得的位移量作为对刀时伺服装置驱动刀具相对工件的移动量。
2.如权利要求1所述的数控机床，其特征在于，所述观察装置视窗中设置的标记是十字线。
3.如权利要求1所述的数控机床，其特征在于，所述数控机床还包括显示器，所述显示器用于显示所述观察装置获取的图像。
4.如权利要求1所述的数控机床，其特征在于，所述驱动装置是步进马达。
5.如权利要求1所述的数控机床，其特征在于，所述数控机床利用边缘识别观察装置中的刀尖及工件的欲加工表面。
6.如权利要求1所述的数控机床，其特征在于，所述伺服装置是步进马达。
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