[发明专利]弧面凸轮加工检测一体机及在线检测方法

说明书

本发明公开了一种弧面凸轮加工检测一体机，涉及机电一体化领域，旨在解决现有技术中的反复装卸而导致的测量效率低，测量精度低等问题。包括刀库与回转式机械手的自动换刀装置，刀库设有刀具与接触式测头；机械手用于实现加工刀具与接触式测头的交换，接触式测头用于测量而间接得到弧面凸轮的中心距误差与廓面误差等加工误差。其中第三驱动机构根据测量的误差值进行中心距的调整，提高了加工精度。本发明还提供一种在线检测方法，基于上述的弧面凸轮加工检测一体机；具有检测效率与精度高的优点，提高了弧面凸轮的加工效率和加工质量。

技术领域

本发明涉及机电一体化领域，具体而言，涉及一种弧面凸轮加工检测一体机及在线检测方法。

背景技术

弧面凸轮机构由弧面分度凸轮和从动件组成，具有传动速度快、分度精度高等优点，被广泛应用于各种轻工机械、纺织机械与加工中心等领域。但是由于弧面分度凸轮的凸轮轮廓是不可展的空间自由曲面，因此对弧面凸轮的加工以及表面误差检测存在很大的困难，缺乏相应的检测手段对加工产品精度进行检测。

目前对于弧面凸轮加工误差的测量方式，主要采用三坐标检测、光栅测量装置等测量设备对已加工产品进行测量。但是这种离线检测方法需要把加工产品从机床上取下才能进行测量；不仅反复装拆麻烦，且存在重复定位误差，从而导致测量效率低，测量精度低等问题。

发明内容

本发明的实施例的目的之一在于提供一种采用双回转坐标轴联动的弧面凸轮加工检测一体机，旨在解决现有技术中的反复装卸而导致的测量效率低，加工精度低等问题。其中包括刀库与回转式机械手的自动换刀装置，刀库设有刀具与接触式测头；机械手用于实现加工刀具与接触式测头的交换，接触式测头用于测量而得到弧面凸轮的中心距误差与廓面误差等加工误差；其中第三驱动机构根据测量的误差值进行中心距的调整，即用于驱动工作台相对于回转台运动，提高了加工精度。该弧面凸轮加工检测一体机的加工及检测操作简单，具备检测效率与精度高的特点，大大提高弧面凸轮的加工效率和加工质量，具有很好的应用价值，具有较好的经济效益和社会效益。

本发明的实施例的目的之二在于提供一种在线检测方法，基于上述的弧面凸轮加工检测一体机；通过接触式测头与弧面凸轮廓面接触，与被测廓面偏置一个侧头半径得到测量路径，在测量过程中接触式测头以点位触发式测量法进行测量，对测量路径上各点的实际坐标值与理论坐标值对比，间接得到弧面凸轮的中心距误差与廓面误差等加工误差；再通过第三驱动机构根据中心距误差，用于驱动工作台相对于回转台运动以实时调整中心距。该在线检测方法操作简单方便，有效地解决了反复装拆而导致的中心距加工误差的检测困难的技术问题，具有检测效率与精度高的优点，提高了弧面凸轮的加工效率和加工质量。

本发明的实施例是这样实现的：

弧面凸轮加工检测一体机，包括机座、主轴箱与自动换刀装置；机座包括具有支承面的座体、设于支承面上的回转台与垂直连接于支承面的立柱；主轴箱设于立柱；支承面上设有沿第一方向延伸的第一驱动机构，以及沿第二方向延伸的第二驱动机构；回转台与第一驱动机构和第二驱动机构传动配合。自动换刀装置包括设于主轴箱的刀库与回转式机械手，刀库放置有刀具与接触式测头；主轴箱还设有用于固定刀具和接触式测头的刀具主轴，机械手设置于刀库与刀具主轴之间，用于实现刀具与接触式测头的交换。回转台上设有固定弧面凸轮的工作台与第三驱动机构，第三驱动机构与工作台传动连接，用于驱动工作台相对于回转台运动。

发明人发现：目前对于弧面凸轮加工误差的测量方式，主要采用三坐标检测、光栅测量装置等测量设备对已加工产品进行测量。但是这种离线检测方法需要把加工产品从机床上取下才能进行测量；不仅反复装拆麻烦，且存在重复定位误差，从而导致测量效率低，测量精度低等问题。