一种数控机床五轴对刀装置的制作方法

1.本发明涉及数控机床加工技术领域，具体为一种数控机床五轴对刀装置。


背景技术：

2.数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。数控机床综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器，其中机加工用的刀具在更换、安装、刀具磨损等过程的位置检测需要人工完成或者单纯依靠机械完成测量，准确度低且测量周期长；本领域的技术人员正对上述缺陷研发出各种数控机床用的五轴对刀装置，但因结构设置不合理，无法保证对刀精度，进而影响数控加工的精确度，性能不稳定；再者，现有技术中的对刀装置仅能实现平面四个角度的对刀，在实际使用中对刀方位具有局限性；其次，对刀装置一般需要在外壳上加工螺纹孔固定、更换步骤繁琐。
3.本发明提出一种数控机床五轴对刀装置，解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.一种数控机床五轴对刀装置，包括触针、触发摆动组件、弹性测试组件、电路板、外壳，所述触针与所述触发摆动组件连接，所述触发摆动组件与所述弹性测试组件电导通，所述弹性测试组件的一端与所述电路板电连接，所述触发摆动组件通过弹性件与所述外壳直接或间接连接；所述触发摆动组件、弹性测试组件、电路板均设置在所述外壳内部，电路板与所述外壳直接或间接固定，所述外壳的下板面加工有供导线穿过的孔，外部电源通过导线与所述电路板连接。
5.优选的，所述一种数控机床五轴对刀装置,所述触发摆动组件包括摆动转动本体、塞柱体、第一弹簧、升降触杆，所述摆动转动本体与所述所述触针连接，所述塞柱体固定在所述摆动转动本体的旋转体空间内，所述升降触杆与所述塞柱体固定，所述第一弹簧的两端部分别与所述塞柱体、外壳直接或间接连接，实现触发摆动组件与所述外壳的弹性连接，所述升降触杆通过升降控制弹性测试组件中电路的通断。
6.优选的，所述一种数控机床五轴对刀装置,所述弹性测试组件包括连接体、n个第一金属球、第二金属球、第二弹簧，所述连接体的端部固定有所述第一金属球，所述第二弹簧的端部固定有所述第二金属球，所述第二金属球与n个等角度排列的所述第一金属球接触，所述连接体的端部与所述电路板直接或间接电连接，n为大于等于2的自然数。
7.优选的，所述一种数控机床五轴对刀装置,所述弹性测试组件还包括固定座，所述固定座的中心加工有中心盲孔，所述第二弹簧穿过中心盲孔且一端与所述固定座固定，以所述中心盲孔为中心加工有n个等角度排列的所述连接体安装孔，n个所述连接体安装在所述连接体安装孔中，所述第一金属球、第二金属球均延伸出所述固定座的下端面。
8.优选的，所述一种数控机床五轴对刀装置,还包括限位组件，所述限位组件包括限位套、限位环，所述限位套与所述限位环固定，所述限位环加工有与内环壁连通的n个金属
球限位孔，n个所述第一金属球位于所述金属球限位孔中，所述限位套与所述外壳连接，所述第一弹簧的一端套接在所述限位套外侧。
9.优选的，所述一种数控机床五轴对刀装置,所述限位组件还包括上定位销、第一定位孔、第二定位孔，所述第一定位孔分别加工在所述固定座、限位套的上板面，所述第二定位孔加工在所述电路板的板面，所述上定位销上端位于与所述第二定位孔中，所述上定位销的下端穿进所述固定座、限位套板面的所述第二定位孔中。
10.优选的，所述一种数控机床五轴对刀装置,所述限位组件还包括下定位销，所述固定座的下板面、限位环的板面均加工有第三定位孔，所述下定位销的两端分别位于所述固定座、限位环的第三定位孔中。
11.优选的，所述一种数控机床五轴对刀装置,还包括陀螺状缓冲密封套，所述缓冲密封套套接在所述摆动转动本体外侧，所述摆动转动本体位于所述摆动转动本体、外壳之间。
12.优选的，所述一种数控机床五轴对刀装置,所述摆动转动本体的两侧加工有限位槽，对应的外壳的内壁焊接固定有限位杆，所述限位杆的一端延伸到所述限位槽中，对刀过程中对摆动转动本体的摆动及升降行程起到限位作用。
13.优选的，所述一种数控机床五轴对刀装置,还包括安装架组件，所述安装架组件包括固定底座、旋转电机、弯臂、外壳安装座，所述旋转电机安装在所述固定底座中，所述旋转电机的动力输出端与所述弯臂的一端固定连接，所述弯臂的另一端与所述外壳安装座连接，所述外壳固定在所述外壳安装座中，所述外壳的两侧加工有平面，所述外壳安装座的对应位置加工有螺纹孔，螺丝拧进外壳安装座的螺纹孔并抵靠在平面中完成外壳与所述外壳安装座的组装工作原理：电路板与外界电源电连接，第一金属球与电路板电连接，当第一金属球、第二金属球接触时，电路导通，当触针与刀具接触后，升降触杆转动使第二金属球与周边一个或多个第一金属球脱离、或者升降触杆上升使第二金属球与全部第一金属球脱离后，电路断开，输出对刀信号；刀具除可从触针所在平面的四个方向（前后左右）进行对刀操作外，还可沿垂直于该平面的方向进行对刀操作，进而实现五轴式对刀。
14.优势如下：（1）本发明涉及的数控机床五轴对刀装置可以通过改变n的值灵活改变对刀精度，n=3、4、5、6、7或8，n值增大，对刀精度提高；（2）本发明涉及的数控机床五轴对刀装置通过第一金属球、第二金属球的接触、分离实现电路的通断，进而产生对刀信号的输出，实现五轴式对刀过程；（3）本发明涉及的数控机床五轴对刀装置设置有限位组件，对刀电路通断对应的控制结构在限位组件的限定下，可保证结构位置的稳定性，进而保证对刀性能、精度的稳定性；（4）本发明涉及的数控机床五轴对刀装置通过安装架组件完成安装，使用/非使用状态下可以调整对刀装置的位置，螺丝挤压固定方式便于对刀装置的更换。
附图说明
15.下面结合附图对具体实施方式作进一步的说明，其中：图1是本发明涉及的数控机床五轴对刀装置的主视图；
图2是本发明涉及的数控机床五轴对刀装置删除触针后结构的剖面图；图3～5是本发明涉及的数控机床五轴对刀装置的部分结构示意图；图6是五轴对刀装置与安装架组件的组装图；图7是外壳加工有平面的对刀装置的整体示意图。
16.编号对应的具体结构如下：触针1，触发摆动组件2，摆动转动本体21，限位槽211，塞柱体22，第一弹簧23，升降触杆24，弹性测试组件3，连接体31，第一金属球32，第二金属球33，第二弹簧34，固定座35，限位组件4，限位套41，限位环42，金属球限位孔421，上定位销43，第一定位孔44，第二定位孔45，下定位销46，电路板5，外壳6，限位杆61，平面62，缓冲密封套7，安装架组件8，固定底座81，旋转电机82，弯臂83，外壳安装座84，如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
17.具体实施案例1：一种数控机床五轴对刀装置，触针1、触发摆动组件2、弹性测试组件3、电路板5、外壳6，所述触针1与所述触发摆动组件2连接，所述触发摆动组件2与所述弹性测试组件3电导通，所述弹性测试组件3的一端与所述电路板5电连接，所述限位组件4与所述电路板5固定连接；所述触发摆动组件2通过弹性件与所述外壳6直接或间接连接；所述触发摆动组件2、弹性测试组件3、电路板5均设置在所述外壳6内部，电路板5与所述外壳6面直接或间接固定，所述外壳6的下板面加工有供导线穿过的孔，外部电源通过导线与所述电路板5连接。
18.其中,所述触发摆动组件2包括摆动转动本体21、塞柱体22、第一弹簧23、升降触杆24，所述摆动转动本体21与所述所述触针1连接，所述塞柱体22固定在所述摆动转动本体21的旋转体空间内，所述升降触杆24与所述塞柱体22固定，所述第一弹簧23的两端部分别与所述塞柱体22、外壳6直接或间接连接，实现触发摆动组件2与所述外壳6的间接弹性连接，所述升降触杆24通过升降控制弹性测试组件3中电路的通断。所述弹性测试组件3包括连接体31、3个第一金属球32、第二金属球33、第二弹簧34，所述连接体31的端部固定有所述第一金属球32，所述第二弹簧34的端部固定有所述第二金属球33，所述第二金属球与3个等角度排列的所述第一金属球32接触，所述连接体31的端部与所述电路板5直接或间接电连接。
19.进一步的，连接体31可以是弹簧或金属杆。
20.优选的，所述一种数控机床五轴对刀装置,还包括陀螺状缓冲密封套7，所述缓冲密封套7套接在所述摆动转动本体21外侧，所述摆动转动本体21位于所述摆动转动本体21、外壳6之间。
21.缓冲密封套7的作用有二，一方面是缓冲摆动转动本体21的转动，另一方满是起到端部密封的作用。
22.具体实施案例2：一种数控机床五轴对刀装置，触针1、触发摆动组件2、弹性测试组件3、电路板5、外壳6，所述触针1与所述触发摆动组件2连接，所述触发摆动组件2与所述弹性测试组件3电导通，所述弹性测试组件3的一端与所述电路板5电连接，所述限位组件4与所述电路板5固定连接；所述触发摆动组件2通过弹性件与所述外壳6直接或间接连接；所述触发摆动组件2、
弹性测试组件3、电路板5均设置在所述外壳6内部，电路板5与所述外壳6面直接或间接固定，所述外壳6的下板面加工有供导线穿过的孔，外部电源通过导线与所述电路板5连接。
23.其中,所述触发摆动组件2包括摆动转动本体21、塞柱体22、第一弹簧23、升降触杆24，所述摆动转动本体21与所述所述触针1连接，所述塞柱体22固定在所述摆动转动本体21的旋转体空间内，所述升降触杆24与所述塞柱体22固定，所述第一弹簧23的两端部分别与所述塞柱体22、外壳6直接或间接连接，实现触发摆动组件2与所述外壳6的间接弹性连接，所述升降触杆24通过升降控制弹性测试组件3中电路的通断。所述弹性测试组件3包括连接体31、4个第一金属球32、第二金属球33、第二弹簧34，所述连接体31的端部固定有所述第一金属球32，所述第二弹簧34的端部固定有所述第二金属球33，所述第二金属球与4个等角度排列的所述第一金属球32接触，所述连接体31的端部与所述电路板5直接或间接电连接。
24.进一步的，所述弹性测试组件3还包括固定座35，所述固定座35的中心加工有中心盲孔，所述第二弹簧34穿过中心盲孔且一端与所述固定座35固定，以所述中心盲孔为中心加工有6个等角度排列的所述连接体安装孔，6个所述连接体31安装在所述连接体安装孔中，所述第一金属球32、第二金属球33均延伸出所述固定座35的下端面。
25.进一步的，所述摆动转动本体21的两侧加工有限位槽211，对应的外壳6的内壁焊接固定有限位杆61，所述限位杆61的一端延伸到所述限位槽211中，五向对刀过程中对摆动转动本体21的摆动及升降行程起到限位作用。
26.具体实施案例3：一种数控机床五轴对刀装置，触针1、触发摆动组件2、弹性测试组件3、限位组件4、电路板5、外壳6，所述触针1与所述触发摆动组件2连接，所述触发摆动组件2与所述弹性测试组件3电导通，所述弹性测试组件3的一端与所述电路板5电连接，所述限位组件4与所述电路板5固定连接；所述触发摆动组件2通过弹性件与所述外壳6直接或间接连接；所述触发摆动组件2、弹性测试组件3、电路板5均设置在所述外壳6内部，电路板5与所述外壳6面直接或间接固定，所述外壳6的下板面加工有供导线穿过的孔，外部电源通过导线与所述电路板5连接。
27.其中，所述限位组件4包括限位套41、限位环42，所述限位套41与所述限位环42固定，所述限位环42加工有与内环壁连通的6个金属球限位孔421，6个所述第一金属球32位于所述金属球限位孔421中，所述限位套41与所述外壳6连接，所述第一弹簧23的一端套接在所述限位套41外侧，实现与所述外壳6的间接连接。
28.进一步的,所述限位组件4还包括上定位销43、第一定位孔44、第二定位孔45，所述第一定位孔44分别加工在所述固定座35、限位套41的上板面，所述第二定位孔45加工在所述电路板5的板面，所述上定位销43上端位于所述第二定位孔45中，所述上定位销43的下端穿进所述固定座35、限位套41板面的所述第二定位孔45中。
29.可选择的,所述限位组件4还包括下定位销46，所述固定座35的下板面、限位环42的板面均加工有第三定位孔，所述下定位销的两端分别位于所述固定座35、限位环42的第三定位孔中。
30.上述上定位销43、下定位销46将电路板5、固定座35、限位套41、限位环42的相对位置进行限定，避免对刀过程中结构的相对移动或转动，保证内部结构的位置稳定性，提高对刀精度。
31.具体实施案例4：一种数控机床五轴对刀装置,触针1、触发摆动组件2、弹性测试组件3、电路板5、外壳6、安装架组件8，所述触针1与所述触发摆动组件2连接，所述触发摆动组件2与所述弹性测试组件3电导通，所述弹性测试组件3的一端与所述电路板5电连接，所述限位组件4与所述电路板5固定连接；所述触发摆动组件2通过弹性件与所述外壳6直接或间接连接；所述触发摆动组件2、弹性测试组件3、电路板5均设置在所述外壳6内部，电路板5与所述外壳6面直接或间接固定，所述外壳6的下板面加工有供导线穿过的孔，外部电源通过导线与所述电路板5连接。对刀装置通过所述安装架组件8固定安装，所述安装架组件8包括固定底座81、旋转电机82、弯臂83、外壳安装座84，所述旋转电机82安装在所述固定底座81中，所述旋转电机82的动力输出端与所述弯臂83的一端固定连接，所述弯臂83的另一端与所述外壳安装座84连接，所述外壳6固定在所述外壳安装座84中，所述外壳6的两侧加工有平面62，所述外壳安装座84的对应位置加工有螺纹孔，螺丝拧进外壳安装座84的螺纹孔并抵靠在平面62中完成外壳6与所述外壳安装座84的组装。
32.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。