一种适用于数控刀柄的自动化智能装刀装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机械加工技术领域，公开了一种适用于数控刀柄的自动化智能装刀装置及控制方法，能够实现全过程自动化装刀，无需人员干预，通过控制单元控制各个部分的运动和停止，通过第四信号检测单元可精准控制刀具的装刀长度，力矩传感器可通过将受到的力转化为电信号反馈给控制单元，精准控制刀柄螺母的拧紧力矩

【技术实现步骤摘要】
一种适用于数控刀柄的自动化智能装刀装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及机械加工
，公开了一种适用于数控刀柄的自动化智能装刀装置及控制方法
。

技术介绍

[0002]机械加工过程中，刀具装夹需要手动进行，目前采用首先使用卡尺或对刀仪保证刀具悬伸长度并预拧紧螺母，然后在装刀台用扳手将螺母拧紧：
[0003]1、
刀具悬伸长度难以完全符合加工要求：过长，刀具让刀严重，加工质量差，刀具寿命低；过短，刀柄易干涉加工零件，造成零件损伤，甚至报废
。
[0004]2、
锁紧螺母的锁紧力矩使用扳手无法保证：力矩过大，易造成锁紧螺母和刀柄的损坏，且在卸载刀具时，费时费力，易造成人身伤害；力矩过小，刀具夹持不稳定，刀具摆动大，加工中刀具受力易脱落，造成零件损伤甚至报废
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种适用于数控刀柄的自动化智能装刀装置及控制方法，能够实现全过程自动化装刀，无需人员干预，解决了由于数控刀具装夹长度不合适所引起的刀具让刀严重
、
加工质量差
、
刀具寿命短
、
刀柄干涉零件
、
刀具加持不稳损坏零件
、
刀具加持过紧卸载困难
、
装刀过程中人身伤害等一系列问题
。
[0006]为了实现上述技术效果，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种适用于数控刀柄的自动化智能装刀装置，包括：
[0008]底座和控制单元，以及
[0009]刀柄支座，设置于底座上；所述刀柄支座上设置有第一夹持组件，所述第一夹持组件用于夹持数控刀柄；所述刀柄支座上设置有旋转驱动组件，所述旋转驱动组件用于控制第一夹持组件沿数控刀柄中轴旋转；
[0010]第一信号检测单元，用于检测第一夹持组件上是否有物体，并将检测的信号传递至控制单元；
[0011]刀具支座，设置于底座上；所述刀具支座上安装有定位组件，所述定位组件用于固定数控刀具，并使所述数控刀具与数控刀柄同轴；
[0012]第二信号检测单元，用于检测定位组件上是否有物体，并将检测的信号传递至控制单元；
[0013]第一驱动组件，用于驱动刀具支座沿数控刀柄轴向移动；
[0014]螺母支座，设置于底座上，且位于刀柄支座和刀具支座之间；所述螺母支座上设置有第二夹持组件，所述第二夹持组件用于固定夹持刀柄螺母；
[0015]第三信号检测单元，用于检测第二夹持组件上是否有物体，并将检测的信号传递至控制单元；
[0016]第二驱动组件，用于驱动螺母支座沿数控刀柄轴向移动；
[0017]所述控制单元用于分别控制第一驱动组件
、
第二驱动组件
、
旋转驱动组件
、
第一夹持组件
、
定位组件
、
第二夹持组件的开启与关闭；
[0018]第四信号检测单元，与控制单元通讯连接，用于检测刀具支座是否到达数控刀具与数控刀柄配合的第一预设位置，以及用于检测螺母支座是否到达刀柄螺母与数控刀柄配合的第二预设位置
。
[0019]进一步地，所述底座上设置有滑槽，所述刀柄支座
、
所述刀具支座以及所述螺母支座均滑动安装于滑槽内；所述第一驱动组件
、
所述第二驱动组件均包括丝杆，所述丝杆分别与刀柄支座
、
刀具支座配合设置，每个丝杆设置有驱动丝杆旋转的驱动电机
。
[0020]进一步地，所述定位组件包括电磁线圈和第五信号检测单元，所述控制单元还包括供电模块，第五信号检测单元检测数控刀具的位置信息并将所述位置信息传递至控制单元，供电模块根据第五信号检测单元传递的位置信息向电磁线圈供电，使所述电磁线圈控制数控刀具悬停于所述刀具支座上，并使所述数控刀具与所述数控刀柄同轴
。
[0021]进一步地，所述第二夹持组件包括：
[0022]安装槽，所述安装槽开设于螺母支座上；
[0023]盖板，所述盖板安装于所述螺母支座上，用于对安装槽进行盖合，所述盖板与所述安装槽合围形成安装腔；
[0024]膨胀内胎，设置于所述安装腔内，且所述膨胀内胎与数控刀柄同轴设置，所述膨胀内胎两侧端面分别与安装槽底部及盖板接触密封；所述膨胀内胎内侧环向均匀设置有多个传力杆，每个所述传力杆上设置有力矩传感器；
[0025]导气管，所述导气管一端与安装腔连通，所述导气管的另一端与气泵连通；与所述安装腔连通的导气管端头位于所述膨胀内胎外侧
。
[0026]进一步地，所述第二夹持组件还包括设置于安装腔内的限位环，所述限位环同轴设置于所述膨胀内胎内侧；所述限位环在每个传力杆对应的位置设置有可供传力杆穿过的限位孔，每个所述传力杆外壁套设有受压的弹簧，每个所述弹簧的一端与所述膨胀内胎内壁接触，另一端与限位环外壁接触
。
[0027]为实现上述技术效果，本专利技术还提供了一种适用于数控刀柄的自动化智能装刀控制方法，该方法基于所述的自动化智能装刀装置，包括：
[0028]控制单元分别获取第一信号检测单元
、
第二信号检测单元以及第三信号检测单元传递的信号，当第一信号检测单元
、
第二信号检测单元以及第三信号检测单元同时检测到有物体时，控制单元分别控制第一夹持组件
、
第二夹持组件夹紧，并控制定位组件将物体悬停在刀具支座上；
[0029]控制单元控制启动第一驱动组件，使刀具支座向刀柄支座方向移动，当第四信号检测单元检测到刀具支座到达第一预设位置时，控制单元关闭第一驱动组件；
[0030]控制单元控制启动旋转驱动组件和第二驱动组件，使旋转驱动组件驱动数控刀柄旋转，同时第二驱动组件驱动螺母支座向刀柄支座方向移动，当第四信号检测单元检测到螺母支座到达第二预设位置时，控制单元关闭旋转驱动组件和第二驱动组件，完成装刀
。
[0031]进一步地，所述控制单元还包括预警模块，所述第二夹持组件内还设置有力矩传感器，所述力矩传感器用于检测旋转驱动组件转动数控刀柄的过程中的力矩值，并将检测数据传递至控制单元，当完成装刀后的力矩值大于或者小于预设范围时，预警模块发出提
示信号
。
[0032]进一步地，所述定位组件包括电磁线圈和第五信号检测单元，所述控制单元还包括供电模块，第五信号检测单元检测数控刀具的位置信息并将所述位置信息传递至控制单元，供电模块根据第五信号检测单元传递的位置信息向电磁线圈供电，使所述电磁线圈控制数控刀具悬停于所述刀具支座上，并使所述数控刀具与所述数控刀柄同轴
。
[0033]与现有技术相比，本专利技术所具备的有益效果是：本专利技术通过控制单元控制各个部分的运动和停止，通过第四信号检测单元可精准控制刀具的装刀长度，解决了由于数控刀具装夹长度不合适所引起的刀具让刀严重
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于数控刀柄的自动化智能装刀装置，其特征在于，包括：底座
(1)
和控制单元
(2)
，以及刀柄支座
(3)
，设置于底座
(1)
上；所述刀柄支座
(3)
上设置有第一夹持组件
(4)
，所述第一夹持组件
(4)
用于夹持数控刀柄
(5)
；所述刀柄支座
(3)
上设置有旋转驱动组件
(6)
，所述旋转驱动组件
(6)
用于控制第一夹持组件
(4)
沿数控刀柄
(5)
中轴旋转；第一信号检测单元
(7)
，用于检测第一夹持组件
(4)
上是否有物体，并将检测的信号传递至控制单元
(2)
；刀具支座
(8)
，设置于底座
(1)
上；所述刀具支座
(8)
上安装有定位组件
(9)
，所述定位组件
(9)
用于固定数控刀具
(10)
，并使所述数控刀具
(10)
与数控刀柄
(5)
同轴；第二信号检测单元
(11)
，用于检测定位组件
(9)
上是否有物体，并将检测的信号传递至控制单元
(2)
；第一驱动组件
(12)
，用于驱动刀具支座
(8)
沿数控刀柄
(5)
轴向移动；螺母支座
(13)
，设置于底座
(1)
上，且位于刀柄支座
(3)
和刀具支座
(8)
之间；所述螺母支座
(13)
上设置有第二夹持组件
(14)
，所述第二夹持组件
(14)
用于固定夹持刀柄螺母
(15)
；第三信号检测单元
(16)
，用于检测第二夹持组件
(14)
上是否有物体，并将检测的信号传递至控制单元
(2)
；第二驱动组件
(17)
，用于驱动螺母支座
(13)
沿数控刀柄
(5)
轴向移动；所述控制单元
(2)
用于分别控制第一驱动组件
(12)、
第二驱动组件
(17)、
旋转驱动组件
(6)、
第一夹持组件
(4)、
定位组件
(9)、
第二夹持组件
(14)
的开启与关闭；第四信号检测单元
(18)
，与控制单元
(2)
通讯连接，用于检测刀具支座
(8)
是否到达数控刀具
(10)
与数控刀柄
(5)
配合的第一预设位置，以及用于检测螺母支座
(13)
是否到达刀柄螺母
(15)
与数控刀柄
(5)
配合的第二预设位置
。2.
根据权利要求1所述的自动化智能装刀装置，其特征在于，所述底座
(1)
上设置有滑槽
(19)
，所述刀柄支座
(3)、
所述刀具支座
(8)
以及所述螺母支座
(13)
均滑动安装于滑槽
(19)
内；所述第一驱动组件
(12)、
所述第二驱动组件
(17)
均包括丝杆，所述丝杆分别与刀柄支座
(3)、
刀具支座
(8)
配合设置，每个丝杆设置有驱动丝杆旋转的驱动电机
。3.
根据权利要求1所述的自动化智能装刀装置，其特征在于，所述定位组件
(9)
包括电磁线圈
(21)
和第五信号检测单元
(22)
，所述控制单元
(2)
还包括供电模块
(23)
，第五信号检测单元
(22)
检测数控刀具
(10)
的位置信息并将所述位置信息传递至控制单元
(2)
，供电模块
(23)
根据第五信号检测单元
(22)
传递的位置信息向电磁线圈
(21)
供电，使所述电磁线圈
(21)
控制数控刀具
(10)
悬停于所述刀具支座
(8)
上，并使所述数控刀具
(10)
与所述数控刀柄
(5)
同轴
。4.
根据权利要求1所述的自动化智能装刀装置，其特征在于，所述第二夹持组件
(14)
包括：安装槽
(24)
，所述安装槽
(24)
开设于螺母支座
(13)
上；盖板
(25)
，所述盖板
(25)
安装于所述螺母支座
(13)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：练发明，张国锋，张易，李直泰，唐波，周济同，宗川宏，刘庆泽，
申请(专利权)人：中国航发航空科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：