[发明专利]一种刀具形状测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量设备技术领域，具体涉及一种刀具形状测量装置。

背景技术

刀具作为数控机床用于加工精密零件的专业工具，其自身精度的高低直接决定着由其加工的精密零件的精度。随着精密工业技术的飞速发展，对精密零件的加工精度要求逐步提高，为了适应精密加工技术的快速发展，作为工具的刀具加工精度，越来越成为精密制造领域研究的重点，无论是加工全新刀具还是对使用一段时间的已磨损刀具进行二次修磨加工，都是如此。为了得到刀具的最终精度，除提高刀具加工精度外，还需要必要的测量手段来测定所加工刀具的圆度、直径及加工特征尺寸等形状参数是否符合质量要求。

传统应用于刀具形状参数测量的检测方法，一般采用螺旋测微仪或游标卡尺等测量工具来进行手动接触式测量。测量时由测量员一手拿着刀具，一手拿着测量工具，采取抽检测量方式，在刀具上随机选择测量点，读取相应测量数据。由于接触式测量在测量过程中需要始终与刀具表面保持接触，容易导致刀具表面和测量工具卡口的磨损，且不同的测量员操作时导致这种接触力不同，导致测量重复精度不高，难以满足应用要求。因此，利用光学的非接触式测量方式越来越受欢迎。该测量方式采取精密光学镜头和CCD，向位于其正下方的刀具进行拍照，再利用机器视觉和图像处理技术，通过测量软件计算出所需要的圆度、直径及加工特征尺寸等形状参数。为了在同一台刀具测量装置中同时实现针对圆度、直径及加工特征尺寸等形状参数的全面测量，即需要精密旋转轴对刀具进行稳定夹持，夹持后能精确带动刀具旋转，再配合光学镜头和CCD，对刀具圆周方向稳定拍摄清晰图像。拍摄过程刀具转动越平稳，转动角度越精确，则最终对各形状参数测量精度则越高。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种确保夹持刀具在测量过程中夹持牢靠、运动精度高的刀具形状测量装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种刀具形状测量装置，包括直线轴、底板、安装底座、精密旋转轴、光学镜头、CCD相机和二维调节平台，直线轴安装在底板上，所述的精密旋转轴安装在直线轴上，刀具被精密旋转轴夹住，所述的光学镜头和CCD相机位于刀具正上方，二维调节平台位于刀具的下方、通过安装底座固定在底板上。

作为优选，所述旋转轴的内部结构采用模块化设计方法设计，包括以下模块：

    安装底座模块，包括安装座、内外端盖、左右端盖、拉杆头底座和拉杆头端盖，左右端盖分别设在安装座的两端、通过密封圈与安装座进行连接密封，拉杆头底座固定在左端盖的左端，拉杆头端盖设在拉杆头底座的左侧，外端盖固定在右端盖的右端，内端盖设在外端盖的右侧；

    驱动模块，包括电机和转子连接件，电机通过固定螺钉固定在安装座内法兰上，转子连接件通过其固定螺钉直接固定在电机的转子上，转动连接件内外圈均安装有密封圈；

刀具夹持模块，包括顶杆回退供气接头、顶杆前推供气接头、弹簧夹头、夹头柄、夹头安装环、精密弹簧、空顶杆、轴承、轴承挡圈、轴承挡圈压紧座、左活塞、右活塞和活塞柱，所述的空顶杆贯穿左右端盖、安装座、外端盖、活塞柱、拉杆头底座和拉杆头端盖，轴承挡圈压紧座设在拉杆头端盖的左侧，轴承挡圈设在轴承挡圈压紧座的右端并设在拉杆头端盖内，轴承设在轴承挡圈的右端、拉杆头底座的左侧，所述的左活塞设在轴承与拉杆头端盖之间，右活塞设在轴承与拉杆头底座之间，所述活塞柱设在外端盖的内侧，精密弹簧设在活塞柱与内端盖之间，所述夹头安装环设在内端盖内、右部贯穿内端盖，夹头柄设在外端盖的右端并套在活塞柱、夹头安装环、精密弹簧和内端盖的外侧，所述弹簧夹头左端抵住精密弹簧、贯穿内端盖和夹头安装环、右端贯穿夹头柄。

    作为优选，所述的空顶杆从左向右直通入活塞柱内孔，并与之连接为一体，空顶杆外圈与转子连接件内孔通过密封圈配合。

    作为优选，所述的轴承固定在左、右活塞中间，而左、右活塞相互压合后被安装在拉杆头底座中，外端通过拉杆头端盖固定，并通过密封圈对其进行密封。

    作为优选，所述的夹头柄通过螺钉直接固定在与空顶杆连接为一体的活塞杆右端面上。

    作为优选，所述的弹簧夹头通过精密螺纹连接固定在夹头安装环，夹头安装环再由固定顶丝将其固定在内端盖上构成一体。

    作为优选，所述的内端盖直接固定在转子连接件的右端面。