带有光束的用于检查机械零件位置的方法和系统技术方案

一种方法和一种设备，用于沿着一个检查方向（Ｘ），检查机械零件（２）的位置，例如车床刀具的位置，该方法和设备采用一个带有激光束（７）和传感器（８）的光电设备（１）检测光束的中断。要检查的零件和光电设备之间在一个检查区域（１３）内的相互移动，根据包括沿着垂直于检查方向的Ｚ方向上和在检查位置（Ｐｉ；Ｐ１－Ｐ４）上的直线检查运动（３０）序列而控制。检查位置根据逼近搜索位置（ＰＮ）的序列，沿着检查方向间隔逐渐减小的相互间距（Ｄ）。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过一个设备沿着至少一个检查方向检查机械零件位置的方法，该设备包括一个用于沿着与检查方向成横向的轨迹产生光束的装置，一个用于检测光束中断的传感器，和用于在机械零件和光束之间沿着检查方向和沿着与检查方向成横向的检查方向产生相互移动的装置。本专利技术还涉及一种用于检查与机床刀架相连的刀具位置的系统。
技术介绍
用于自动检查刀具位置或完整性的设备经常用在各种机床中，例如，在数控加工中心中，当刀具与旋转心轴相连时，可以在实际加工阶段检查刀具的情况。公知设备和方法，通过采用接触刀具的触头，或无接触系统，例如采用光线或光束的光学系统，执行这种类型的检查，即确定刀具的存在、位置、尺寸和可能破裂。美国专利US-A-3912925公开了一种钻孔机，其中用于检查刀具完整性的装置利用具有有限厚度的横向光束。这些光束基本上与刀具的进给方向共面。检测光束在刀具特定位置上的不中断，报告刀具的异常情况。光学或光电系统的各种应用用于检查具有预先未精确确定轮廓的非旋转刀具的位置和/或尺寸会遇到特定的问题。例如，在当检查位于车床刀架(“转塔”)中的刀具，且需要精确检查这些刀具切削刃位置的情况。只要带有厚线性传感器的昂贵和精密装置无法使用，其中厚线性传感器采用了能够探测和分析刀具全部轮廓的相同厚度的光束(例如“投影”系统)，就会产生一个特定的问题，且希望采用简单地探测有限厚度光束(例如激光束)中断的设备。产生的问题是由于沿着刀具整个轮廓上的重要尺寸位置预先并不清楚，因此需要在刀具和光束之间寻找正确的布置，使得前者在要检查的重要尺寸上干扰后者。例如，美国专利US-A-3749500(图17，第16栏第4-21行)中提出的一种解决方案是以这样的方式布置光电设备，使得光束位于包括所检查的刀具轮廓，大致垂直于所检查尺寸方向的平面内。在很多情况下，由于没有足够的空间，这种可能的解决方案不适用。而且由于这种方案不能对不同的刀具进行检查，例如，装在相同刀架上的不同刀具，其重要轮廓，即包括要检查的切削刃的轮廓，处于不同平面内，因此这种方案不真正灵活。因此，需要通过预见移动光束垂直于平面的光束或反之的可能性，使该系统的复杂性增大，及通过在所述方向进行附加扫描，以辨别正确的位置。此外，美国专利US-A-3749500中公开的解决方案能够进行的检查仅限于沿着重要轮廓表面的单一方向，即垂直于光束的方向。这意味着限制，除非在其它方面布置多条光束，以检查具有切削刃的刀具，其包括——如经常发生的——沿着重要轮廓面具有不同方向的概念性点工作面。因此，优选地采取一种不同的光电设备布置，其中光束位于刀具轮廓面的横向(更具体地，垂直方向)。图1示意性地表示沿着一个包括端点C的机械零件U的X-Z平面截面图，沿着X方向，其位置沿着相同的X方向(检查方向)检查。图1还表示沿着垂直于X-Z平面的Y方向布置的光束R在沿着相同X-Z平面上的截面图。机械零件U示意性地表示，例如，一个安装在车床刀架上的刀具，且该刀具在沿着X-Z平面上一个预先不知道的位置上包括切削刃C，该切削刃C位于沿着X方向的位置。一种执行该检查的方法，通过对轮廓的点扫描，预计辨别零件U的轮廓B(之前未知)沿着横截平面的趋势。如果要检查的刀具位于车床刀架中，则这样扫描，如，通过根据公知类型的顺序沿着X和Z方向移动刀架，通过在轮廓B的多个点上探测光束R的中断，以及通过执行同样为公知类型的程序，例如包括，插入不与光束R“接触”的轮廓B的定位点。这种公知的方法可能会引起与所选的扫描间隔、扫描类型(较多或较少的检查点数和随之产生的较长或较短的有关时间)和随之产生的必要步骤有关的可靠性问题。实际上，对轮廓不准确或不完全的检查会造成——在上面所述的例子中——遗漏辨别出在X方向上最突出的点C，其位置需要检查。无论如何，公知方法很费时，并且包括复杂的步骤。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于检查刀具位置，更具体地是用于检查刀具切削刃位置的方法和系统，其中刀具切削刃的轮廓预先并不知道，该检查方法和系统简单可靠，克服了现有公知方法和系统的缺点。该目的和优点以及其它目的和优点由根据权利要求1或11的方法和根据权利要求13的系统实现。在根据本专利技术的方法和提供的相关系统的优点中，具有非常快速的可行检查和辨识的可能性-通过相同设备，并且以非常简单和快速的方法——刀具工作区域的位置，即，切削刃沿着不同方向用于进行加工的点。附图说明下面将参考全部附图说明本专利技术，其中附图仅以非限制性的例子给出，其中图1是通过根据本专利技术的方法检查的机械零件的局部示意图；图2简要表示了一种在机床上的应用，该应用实现了根据本专利技术的系统；图3是图2中机床刀具沿着图2中Y方向的局部放大图；图4是一个框图，表示根据本专利技术的方法的各个步骤；而图5是图3中所示刀具的进一步局部放大图，包括在根据本专利技术的检查方法中移动顺序的图解表示。具体实施例方式图2以非常示意性的形式表示了一个在检查机械零件2的过程中包括光电设备1的检查系统，更具体地说是一个位于结合了设备1的车床4中刀架3的刀具。通常，刀架3带有其它没有在图1的示意图中表示的刀具。设备1包括一个发射器6，即用于沿着大致平行于Y方向的横向轨迹产生诸如激光束的光束7的装置，和一个接收器8，即一个沿着所述轨迹布置的传感器，其用于检测光束7的正确接收或由于光束7中断导致的光线无法接收。处理单元9与发射器6和接收器8电连接。该系统包括与处理单元9相连的控制单元10，用于以公知的方式，通过同样为公知且未在图中表示的合适致动装置，控制机床4在带有刀具2的刀架3的X-Z平面中的机加工移动。为了简单，而且因为这不是本专利技术的目的，一个固定所检查工件的心轴布置成，例如，在Y方向上，图中未表示。刀具2在X-Z平面中的表面轮廓或外形在图3中放大表示，其中刀具2位置的检查区域13由第一直线间隔X1和第二直线间隔Z1限定。分别沿着检查方向X和检查方向Z的第一直线间隔X1和第二直线间隔Z1，在工具2大致已知的非实物尺寸的基础上限定，且刀具2和光束7共同位置的限定可以在检查阶段中限定，如下文所述。区域13的正确布置和尺寸在检查循环的初始阶段限定，也如下文所述。图4中的框图表示沿着X方向检查刀具2的工作区域11位置的程序。下文中未说明以完全类似和对称的方式实现沿着Z方向检查刀具2工作区域12的位置。该程序的各个步骤和刀具2与光束7之间的相互移动，例如，可以由控制单元10检查。下文将简要说明图4中框图所表示的方法。程序块18-检查循环开始；程序块19-例如通过车床4的控制单元10，获取与误差值W和刀具2大致的非实物尺寸有关的数据，以及随之相关的检查区域13的设置；程序块20-刀具2和光束7之间的移动，用于将后者移至检查区域13边界的第一预定顶点14处；程序块21-在顶点14上检测光束7是否中断；程序块22-检查区域13和刀具2/光束7相互布置的修正； 程序块23-刀具2和光束7之间沿着检查区域13的边界，从顶点(14，15，16)开始的移动；程序块24-与到达后续顶点(15，16，17)有关的检测；程序块25-关于光束7中断的检查；程序块26和27-用于确定正在进行的移动是否是上次预期移动(在顶点16和17之间)的检查；程序块28-程序参数的初本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过一个设备（１）沿着至少一个检查方向（Ｘ）检查机械零件（２）位置的方法，设备（１）包括一个用于沿着与检查方向（Ｘ）成横向的轨迹（Ｙ）产生光束（７）的装置（６），一个用于检测光束（７）中断的传感器（８），和用于在机械零件（２）和光束（７）之间沿着所述检查方向（Ｘ）和沿着与检查方向（Ｘ）成横向的检查方向（Ｚ）产生相互移动的装置（３），该方法包括下列步骤：.标识（１９）机械零件（２）和光束（７）之间相互位置分别沿着检查方向（Ｘ）和检查方向（Ｚ）的第一直线间隔（Ｘ１）和第二直线间隔（Ｚ１），所述第一直线间隔（Ｘ１）和所述第二直线间隔（Ｚ１）限定出机械零件（２）的一个检查区域（１３），.控制机械零件（２）和光束（７）之间的检查移动序列，包括.将光束（７）移至第一直线间隔（Ｘ１）的检查位置（Ｐｉ；Ｐ１－Ｐ４）的移动（２９），和.在所述检查位置（Ｐｉ；Ｐ１－Ｐ４）上，沿着所述检查方向（Ｚ）的直线检查运动（３０），.在所述沿着检查方向（Ｚ）的直线检查运动过程中，检测（３１－３４）光束（７）是否中断，从而选择（３５，３６，３８）第一直线间隔（Ｘ１）所述检查位置（Ｐｉ；Ｐ１－Ｐ４）的序列，在这些位置上相继的直线检查运动受控制，.在光束（７）处于第一直线间隔（Ｘ１）中的最终检查位置（ＰＮ）上结束（３７）检查移动序列，该最终检查位置距离前一检查位置（Ｐｉ；Ｐ１－Ｐ４）的距离（Ｄ）小于一个预定值（Ｗ），其中，在处于第一直线间隔（Ｘ１）中的所述最终检查位置（ＰＮ）和所述前一检查位置（Ｐｉ；Ｐ１－Ｐ４）上的直线检查运动过程中，分别检测光束（７）的中断（３２，３４）和未中断（３１，３３），或者反过来，以及.在所述最终检查位置（ＰＮ）的基础上标识（４１）机械零件（２）沿着检查方向（Ｘ）的位置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A图里尼，
申请(专利权)人：马波斯SPA公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]