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。增强的抵抗力。增强的抵抗力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机床的刀具测量装置
[0001]本专利技术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。
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]根据本专利技术，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：
[0006]光源，用于将光引导向刀具感测区域，
[0007]传感器，用于检测来自所述刀具感测区域的光，以及
[0008]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，
[0009]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。
[0010]因此，本专利技术涉及一种用于机床(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。
[0011]还提供了遮断器组件，该遮断器组件用于保护传感器免受当加工操作由机床执行时产生的污染(例如，冷却剂、切屑、材料碎片等)的影响。遮断器组件可以被关闭(即，采用关闭配置)以保护传感器免受这种污染的影响。这种关闭的(例如，密封的)配置因此可以在切割操作期间使用，并且提供了非常高水平的污染保护，但是这当然意味着不能使用该装置进行测量。遮断器组件也可以被置于打开(例如，完全打开)配置中，在打开配置中，传感器未被覆盖(例如，完全未被覆盖)。如下文所解释，如果传感器是成像传感器，这种打开配置允许收集放置在刀具感测区域中的刀具的图像。然而，只有在确保机床环境清洁的情况下，才能建议打开遮断器。例如，在执行切削操作后，冷却剂雾和碎屑可能在机床环境中存在一段时间。如果遮断器在这段时间内打开，那么污染物可能会穿过遮断器并积聚在传感器上，而由此降低传感器的性能。这种类型的降低可能会立即发生或随着时间的推移逐渐发生。
[0012]根据本专利技术，遮断器组件还提供了收缩配置，在收缩配置中，光可以通过遮断器组件的第二孔口传递到传感器。第二孔口小于第一孔口。因此，此较小孔口减小了可以感测光的视野或区域，但是较小孔口使得装置更抗污染。因此，即使在机床环境中存在污染的情况下，收缩配置也可以用于允许进行刀具或其他测量。如下文所解释，这可能涉及对刀具的较小部分进行成像或以仿真模式进行操作，在仿真模式中，测量总的接收到的光的水平，以确定刀具何时阻挡原本会传递到传感器的光。
[0013]因此，本专利技术的装置可以以遮断器组件处于打开配置中的全“视觉”模式进行操作，可以在关闭配置中完全密封以防止污染物，并且即使当在收缩配置中操作时存在污染物，也可以在功能上提供测量。因此，提供了较灵活且用户友好的装置。特别是，基于激光(中断光束)的对刀器的抗污染优点可以与基于视觉或相机的对刀系统的附加刀具分析功能性相结合。
[0014]传感器可以包括具有用于感测接收到的光强度的单个有源元件的光电探测器。或者，传感器可以包括多个像素或光感测区域。在优选实施例中，传感器包括包含多个像素的二维成像阵列。在这种实施例中，打开配置的第一孔口的大小可以被确定成允许光传递到多个像素的第一集合。该第一集合可以包含成像阵列的所有像素。该第一集合可以仅包含成像阵列的一些像素。收缩配置的(较小的)第二孔口的大小可以被确定成允许光传递到多个像素的第二集合。第二集合优选地包含比第一集合少的像素。
[0015]在优选实施例中，成像阵列在成像模式中是可操作的，在成像模式中，可以从多个像素的第一集合捕获图像。当遮断器组件处于打开配置中时，优选使用成像模式。如果装置处于收缩配置中，则仍然可以在较小的视野上收集和分析图像。方便的是，成像阵列在仿真模式也是可操作的，在仿真模式中，测量落在第二集合像素上的合成(总)光强度。当遮断器组件处于收缩配置中时，优选使用仿真模式。以这种方式，视觉和中断光束刀具测量方法可以由相同的装置执行。
[0016]遮断器组件可以以多种方式提供。在一个实施例中，遮断器组件包括用于让光传递到传感器的通路。该通路可以限定第一孔口。替代性地，通路可以包含限定第一孔口的物体。遮断器组件还可以包括限定第二孔口的收缩构件。收缩构件可移动到通路中，使得第二
孔口使通路收缩。遮断器组件还可以包括关闭构件。关闭构件有利地可移动到通路中以关闭通路，并且由此覆盖传感器。关闭构件还可以密封通路，以防止污染物到达传感器。在优选实施例中，收缩构件和关闭构件可沿着公共轴线分开移动。收缩构件可以包括中心腔，关闭构件可以移动通过该中心腔。
[0017]遮断器组件可以包含可以在传感器前方移动的多个遮断器构件。所有或一些这样的多个遮断器构件可以仅包含单个孔口。例如，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于机床的光学刀具测量装置，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。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传感器包括二维成像阵列，所述二维成像阵列包括多个像素，所述打开配置的第一孔口的大小被设定为允许光传递到所述多个像素的第一集合，并且所述收缩配置的第二孔口的大小被设定为允许光传递到所述多个像素的第二集合，所述第二集合包含的像素少于所述第一集合。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述成像阵列能以成像模式和仿真模式进行操作，在所述成像模式中，能够从所述多个像素的第一集合捕获图像，在所述仿真模式中，对落在所述第二集合像素上的合成光强度进行测量。4.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述遮断器组件包括用于使光传递到所述传感器的通路，所述通路限定了所述第一孔口。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述遮断器组件包括限定所述第二孔口的收缩构件，所述收缩构件能移动到通路中，使得所述第二孔口使所述通路收缩。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述遮断器组件包括关闭构件，所述关闭构件能移动到所述通路中以关闭所述通路并且由此覆盖所述传感器。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述收缩构件和所述关闭构件能分别沿着公共轴线移动，所述收缩构件包括中心腔，所述关闭构件能够移动通过所述中心腔。8.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述遮断器组件包括遮断器构件，所述遮断器构件包括限定所述第一孔口的第一部分、限定所述第二孔口的第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：格拉汉姆，
申请(专利权)人：瑞尼斯豪公司，
类型：发明
国别省市：
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