背景技術：
：石油行業中廣泛存在著在螺紋零件原有螺紋螺旋線的基礎上再進行螺紋車削的數控加工和螺紋零件質量檢測繁重的問題，由于其需要在原有的螺紋槽上進行隨槽切削，很難保證數控車床主軸的零位信號發生位置與原有的螺紋螺旋線起點相一致，同時對于車削完成的螺紋，通常采用人工使用6斤重的螺紋規測量其緊密距以判斷螺紋零件是否合格。
以石油鉆桿為例，我國石油產業高速發展，大量的石油鉆桿應用到石油鉆采中，而鉆桿之間就是靠著其兩端的內、外螺紋首尾相連的，這些螺紋傳遞扭矩大，抗沖擊強，密封要求高很容易造成變形、磨損和局部破壞，因此對螺紋的關鍵參數要求非常嚴格，對多數損壞較輕的螺紋來說，人們總是希望數控車床能夠像手工操作一樣，使刀具對準原有的螺紋槽后，能夠沿其原螺旋線修復切削，這樣既提高了加工效率又節省了管材和刀具。同時人們總還是希望省時省力，快速準確完成螺紋零件的在機自動檢測，對于不合格的工件可以給出刀補，直接修整。然而目前的國產數控車床不具備上述兩種功能，其修復加工過程只能是先將原來的螺紋部分車掉后再車削出新的螺紋，這種加工方法使石油鉆桿在長度上產生極大的浪費。實際加工中，車削掉部分管材的價值往往比螺紋全部重新車削的加工費用還要高。一般石油鉆桿長約10米，重300公斤，修復前有較大的變形，加工修復時安裝找正困難，在主軸卡盤中伸出的長度不易精確控制，因此不能很好的進行軸向定位，傳統的數控加工不能解決這個問題，在數控車床上車削螺紋時，車床主軸上必須安裝有光電編碼器，以光電編碼器的零件信號作為同步信號，保證加工螺紋時不亂扣。因此，用數控方法加工修復螺紋時，為了能按原有螺紋槽切削，在螺紋安裝時，須保證螺紋螺旋線的起點和主軸上光電編碼器的零位信號相對應，實現圓周方向定位，但這在實際加工中該種情況是不可能發生的，因此國內各油田管子站基本使用手動機床進行石油鉆桿螺紋的修復加工；操作者需要人工搬運約6斤重的螺紋規，并旋緊到加工完成的螺紋零件上來判斷加工質量是否合格，這種接觸式的檢測方式，耗時耗力，人為因素高，測量不準確。在數控技術廣泛應用的今天，螺紋隨槽修復加工與質量檢測成為了一個被人們遺忘的角落。
技術實現要素：
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實用新型目的：實用新型提供一種數控車床上螺旋軌跡與加工質量的檢測裝置及移動方法，其目的是解決以往在工件修復螺紋車削過程中，由于定位完成的螺紋工件周向呈隨機規律，數控車床無法實現自動隨槽車削的問題，以及加工完成螺紋質量檢測方法繁重的問題。
技術方案：實用新型是通過以下技術方案實現的：
一種數控車床上螺旋軌跡與加工質量的檢測裝置，其特征在于：該裝置主要包括床身、床頭箱、尾座、非接觸式傳感器和刀架；床頭箱、刀架和尾座分別設置在床身的前、中、后三個位置，在床頭箱后側設置有主軸編碼器，在床頭箱內水平安裝有能做旋轉運動的主軸，在主軸前后端分別安裝有前卡盤和后卡盤，在床身上設置了兩組導軌，一組導軌供刀架做與工件軸向方向同向的水平移動，另一組導軌供尾座做與工件軸向方向同向的水平移動，非接觸測量儀設置在刀架上，刀架還能做與工件軸向方向垂直方向的移動，尾座上安裝用于脹開或夾緊被加工工件的外螺紋或內螺紋徑向定位套。
在床頭箱前方設置托架多組托輥。
尾臺為使用時在液壓油缸的驅動下在床身上進行水平移動并將工件待修復螺紋軸向定位的裝置。
徑向定位套為使用時將工件待修復螺紋徑向定位的結構。
用于廓形數據采集的傳感器為非接觸式傳感器。
主軸編碼器與主軸傳動比為1：1。
數控螺紋修復車床上刀尖固有螺旋軌跡的移動方法，其特征在于：將需要修復的工件鉆桿螺紋通過前卡盤和后卡盤，穿入床頭箱的主軸中，液壓油缸驅動尾座，將工件螺紋的軸向伸出長度固定，夾緊前卡盤，利用液壓缸提供的動力使尾座上的徑向定位套脹開或夾緊被加工的外螺紋或內螺紋，再夾緊后卡盤，此時螺紋的徑向和軸向均定位完成，但螺紋周向仍呈隨機狀態，松開設置在尾座上的徑向定位套，使尾座退回到起始位置后，刀架帶動非接觸式傳感器沿工件螺紋錐度平行于螺紋表面運動，以獲取螺紋某一軸截面數據，測量傳感器從起始點到廓形一個固定高點的距離為a，若之前已測量過并已存儲在相位檢測裝置中的車床主軸固有切削螺旋軌跡的某個高點到非接觸式傳感器起始點的距離為b，則完成本次螺紋隨槽修復切削，主軸需要調整的相位角θ為：
其中：T為螺距；
n＝0、1；
0≤α＜360°
利用現有數控車床主軸定位停功能，使主軸空轉到θ角度處停止之后，被夾緊到車床主軸卡盤上的任意鉆桿、鉆鋌等已有螺紋工件上待修復舊螺紋的螺旋線都與車床主軸上的固有切削螺旋軌跡相重合，定位工作完成。
當螺紋修復加工完成后，非接觸式傳感器通過刀架的運動調節到測量位置，通過刀架的進給運動，再次完成對加工完螺紋廓形的工件采集，通過系統內的數據處理軟件，完成對工件螺紋質量的在機檢測。
優點效果：
本實用新型提供一種數控車床上螺旋軌跡與加工質量的檢測裝置及移動方法，本實用新型為了解決上述兩個問題，在工件圓周方向無法完成定位的情況下進行自動隨槽切削且實現加工完成螺紋中徑的自動檢測，采用非接觸式傳感器獲取螺紋廓形，通過編程軟件完成計算螺紋的螺旋軌跡，完成刀具自動尋槽加工，并對加工完成的螺紋進行質量判定。
本實用新型旨在實現石油鉆桿修復加工的全自動數控化。數控全自動螺紋螺旋軌跡檢測系統，創新采用非接觸式測量儀的現代硬件檢測技術及先進的軟件信號識別、處理技術，對舊螺紋軌跡相位進行檢測，使刀具隨螺紋槽修復車削，提高鉆桿修復效率、解決刀具不能隨槽修復的致命問題、開創石油鉆桿修復加工的新篇章；采用高精度非接觸測量儀，其精度可達0.002mm，通過對非接觸測量尺寸的分析可判斷螺紋零件的加工質量，提高鉆桿加工效率，解決傳統的人工使用螺紋規(約6斤重)測量造成的人為誤差及繁重勞動；綜合應用機、電、液三項技術，實現石油管螺紋全自動數控化修復加工過程，研制出全自動數控化系統。
附圖說明：
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式：
如圖1所示，本實用新型提供一種數控車床上螺旋軌跡與加工質量的檢測裝置，該裝置主要包括床身9、床頭箱3、尾座10、非接觸式傳感器5和刀架6；床頭箱3、刀架6和尾座10分別設置在床身9的前、中、后三個位置，在床頭箱3后側設置有主軸編碼器，在床頭箱3內水平安裝有能做旋轉運動的主軸，在主軸前后端分別安裝有前卡盤2和后卡盤4，在床身上設置了兩組導軌，一組導軌供刀架6做與工件軸向方向同向的水平移動，另一組導軌供尾座10做與工件軸向方向同向的水平移動，非接觸測量儀5設置在刀架6上，刀架6還能做與工件軸向方向垂直方向的移動，尾座上安裝用于脹開或夾緊被加工工件的外螺紋或內螺紋徑向定位套8。
在床頭箱前方設置托架多組托輥1。
尾臺10為使用時在液壓油缸11的驅動下在床身9上進行水平移動并將工件7待修復螺紋軸向定位的裝置。
徑向定位套8為使用時將工件7待修復螺紋徑向定位的結構。
用于廓形數據采集的傳感器5為非接觸式傳感器。數據采集的非接觸式傳感器5安裝在刀架6上，且可通過刀架6在床身9上做水平和垂直方向的運動。
主軸編碼器與主軸傳動比為1：1。
利用上述的數控車床上螺旋軌跡與加工質量的檢測裝置所實施的數控螺紋修復車床上刀尖固有螺旋軌跡的移動方法，將需要修復的工件7鉆桿螺紋通過前卡盤2和后卡盤4，穿入床頭箱3的主軸中，液壓油缸11驅動尾座10，將工件7螺紋的軸向伸出長度固定，夾緊前卡盤2，利用液壓缸11提供的動力使尾座10上的徑向定位套8脹開或夾緊被加工的外螺紋或內螺紋，再夾緊后卡盤4，此時螺紋的徑向和軸向均定位完成，但螺紋周向仍呈隨機狀態，松開設置在尾座10上的徑向定位套8，使尾座10退回到起始位置后，刀架6帶動非接觸式傳感器5沿工件螺紋錐度平行于螺紋表面運動，以獲取螺紋某一軸截面數據，測量傳感器5從起始點到廓形一個固定高點的距離為a，若之前已測量過并已存儲在相位檢測裝置中的車床主軸固有切削螺旋軌跡的某個高點到非接觸式傳感器5起始點的距離為b，則完成本次螺紋隨槽修復切削，主軸需要調整的相位角θ為：
其中：T為螺距；
n＝0、1；
0≤α＜360°
利用現有數控車床主軸定位停功能，使主軸空轉到θ角度處停止之后，被夾緊到車床主軸卡盤上的任意鉆桿、鉆鋌等已有螺紋工件7上待修復舊螺紋的螺旋線都與車床主軸上的固有切削螺旋軌跡相重合，定位工作完成。
當螺紋修復加工完成后，非接觸式傳感器5通過刀架6的運動調節到測量位置，通過刀架6的進給運動，再次完成對加工完螺紋廓形的工件7采集，通過系統內的數據處理軟件，完成對工件7螺紋質量的在機檢測。