[发明专利]使用非接触式对刀器测量无齿刀具的方法

说明书

描述了一种用于测量无齿刀具(例如磨削刀具，比如金刚石涂层去毛刺锉)的尺寸(例如直径)的改进方法。该方法可以在机床(比如车床、加工中心等)上实施。该方法包括将光束从发射器(10)传递到接收器(14)。接收器(14)产生与接收到的光的强度有关的接收到的强度信号。当旋转的刀具(40；88)相对于光束(12)移动时，对接收到的强度信号的变化进行分析，以使刀具(40；88)的尺寸能够被测量。特别地，可以确定何时接收到的强度信号已经越过阈值达至少限定的持续时间(Tq)，该限定的持续时间小于刀具旋转完整一圈所花费的时间(Tr)。

本发明涉及刀具测量。特别地，本发明涉及一种使用非接触式对刀系统测量无齿刀具(比如磨削刀具、去毛刺刀具、校准销等)的改进方法。

用于机床(例如加工中心、车床、铣床等)的刀具测量设备是已知的。例如，所谓的NC4非接触式对刀系统由英国格洛斯特郡(Wotton-Under-Edge)的雷尼绍公司(Renishawplc)出售。NC4设备包括发射器，该发射器包括用于产生光束的激光源。光束通过可以放置旋转刀具的自由空间区域而被引导到接收器。在刀具测量操作期间，安装对刀器的机床被编程为将刀具移入和/或移出光束。来自接收器的输出信号指示光束的遮蔽量，并且该设备将该接收到的强度信号与阈值进行比较。该设备产生所谓的触发信号以指示刀具已经到达相对于光束的某个位置。触发信号允许由机床确立刀具的位置，从而允许测量刀具的长度或直径和/或允许监测刀具的任何破损或磨损。WO 01/38822和WO 2007/096585描述了NC4系统的各方面。DE 102005043659中也描述了类似的用于刀具测量的系统。

如以下将更详细地解释的，NC4系统可在多种不同模式下操作以测量旋转刀具的尺寸。例如，所谓的亮到暗的刀具测量模式涉及将旋转刀具移入光束中，并在接收到的光强度首次下降到低于百分之五十的阈值时发出触发信号。暗到亮的刀具测量模式涉及最初用旋转刀具遮蔽光束，之后将旋转刀具移出光束。在这种模式下，当光强度超过百分之五十的阈值的时间量长于刀具旋转一圈时，发出触发信号。

上述NC4系统允许测量多种类型刀具的切削尺寸，但它主要设计用于测量带齿切削刀具，这些带齿切削刀具包括少量由齿槽分开的径向分布的切削齿。本发明人已经发现，这样的现有技术刀具测量技术对于某些测量任务而言不是最佳的。特别地，本发明人已经发现，在未使用的金刚石去毛刺锉等中常见的缺陷可能比将限定去毛刺刀具在使用中的相关磨削尺寸的多个磨料金刚石颗粒从刀具轴突出得显著更远。本发明人已经发现，使用上述现有技术刀具测量技术，会在此类刀具的有效尺寸(例如直径)的测量中引入意想不到且显著的误差。本发明旨在减轻现有技术测量技术的缺点中的至少一些缺点。

根据第一方面，提供了一种使用刀具测量设备测量无齿刀具的至少一个尺寸的方法，刀具测量设备包括发射器和接收器，发射器产生指向接收器的光束，接收器产生与接收到的光的强度有关的接收到的强度信号，该方法包括以下步骤；

(i)使无齿刀具绕该无齿刀具的纵向轴线旋转，同时还使无齿刀具相对于光束移动，以及

(ii)通过分析在步骤(i)期间发生的接收到的强度信号的变化来确定无齿刀具的至少一个尺寸，

其特征在于，在步骤(ii)中执行的信号分析包括确定何时接收到的强度信号已经越过阈值达至少限定的持续时间，该限定的持续时间小于无齿刀具旋转完整一圈所花费的时间。

因此，本发明涉及一种使用刀具测量设备来测量无齿刀具的至少一个尺寸(例如，刀具直径、刀具长度等)的方法。在一个特定实施例中，该方法可以用于在首次使用此类刀具来研磨或磨削工件之前在机床上测量旋转的(无齿)磨削刀具。用于实施该方法的刀具测量设备包括发射器和接收器。在使用中，光束从发射器传递到接收器。测量到达接收器的光的量并且产生接收到的强度信号，该接收到的强度信号具有与接收到的光的量相关地(例如，成比例)变化的值。刀具可以被移入和移出发射器与接收器之间的区域，从而(完全或部分地)遮蔽光束。这种刀具测量设备通常也称为光学“断束”刀具测量装置或非接触式对刀器。