[發(fā)明專利]一種機(jī)床工況參數(shù)的智能檢測系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310374384.9
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103481120A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林軍;毛顯源;康琪;葉能;黃劍;李紹香;劉靜
• 申請（專利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09;B23Q17/12;B23Q17/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 王一琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)床工況參數(shù)的只能檢測系統(tǒng)，具體來說，是通過檢測機(jī)床所處機(jī)房的環(huán)境參數(shù)、以及在切削加工過程中機(jī)床和刀具的狀態(tài)參數(shù)的變化進(jìn)行在線自動判斷與報(bào)警的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在加工制造業(yè)中，具有高自動化和低勞動強(qiáng)度的數(shù)控機(jī)床得到更廣泛的應(yīng)用。機(jī)床的維護(hù)和保養(yǎng)已成為加工制造領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。同時，數(shù)控機(jī)床對控制系統(tǒng)以及操作人員的要求較高，一旦操作失誤，就有可能造成重大損失。在于一些特殊的加工場合，對刀具磨損，機(jī)油污染以及機(jī)床零部件損壞等方面的檢測控制始終免不了人為的因素，這樣不但阻礙了機(jī)械制造自動化的進(jìn)程，降低了工作效率，而且增加管理難度。現(xiàn)有技術(shù)已有的應(yīng)用于機(jī)床的檢測儀器，但其功能比較單一，所能檢測的參數(shù)非常有限；機(jī)床內(nèi)布線復(fù)雜；檢測過程不夠智能化；影響生產(chǎn)；未能實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)床工況參數(shù)檢測系統(tǒng)，通過實(shí)時在線檢測機(jī)床的刀具狀態(tài)、機(jī)油狀態(tài)以及工作環(huán)境，判斷機(jī)床工作情況以及環(huán)境質(zhì)量，并通過無線通訊模塊將各組被測信號傳輸?shù)街骺厥遥@樣工作人員在對于機(jī)床進(jìn)行統(tǒng)一編程后便可以在主控制室觀測機(jī)床的工作狀態(tài)，根據(jù)觀察波形，數(shù)字信號等判斷機(jī)床是否正常工作或機(jī)床是否工作在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中，從而進(jìn)一步提高機(jī)床工作壽命，提高刀具切削質(zhì)量和自動控制。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種機(jī)床工況參數(shù)的智能檢測系統(tǒng)，包括主機(jī)和終端兩大部分；主機(jī)部分的控制中心為主機(jī)MCU，所述主機(jī)MCU分別與人機(jī)交互界面、按鍵電路、報(bào)警電路連接，所述主機(jī)還包括第一無線數(shù)據(jù)模塊；終端部分的控制中心為終端MCU，終端部分還設(shè)有第二無線數(shù)據(jù)模塊，刀具參數(shù)檢測模塊，機(jī)油參數(shù)檢測模塊，環(huán)境參數(shù)檢測模塊；所述刀具參數(shù)檢測模塊在線檢測刀具在加工過程中的動態(tài)參數(shù)，機(jī)油參數(shù)檢測模塊在線檢測機(jī)床工作過程中的機(jī)油參數(shù)，環(huán)境參數(shù)檢測模塊在線檢測環(huán)境溫濕度，并通過第一、第二無線數(shù)據(jù)模塊實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸；人機(jī)交互界面的LCD液晶顯示電路中顯示被測參數(shù)值及其隨時間變化的動態(tài)曲線；主機(jī)MCU根據(jù)所述曲線判斷機(jī)床是否處于良好的工作環(huán)境、機(jī)油是否處于良好的工作狀態(tài)，以及刀具是否磨損，并給出相應(yīng)分析；當(dāng)被測參數(shù)超過通過軟硬件預(yù)先設(shè)定的閾值時，所述報(bào)警電路通過聲光報(bào)警器自動報(bào)警。

進(jìn)一步的，主機(jī)MCU和終端MCU均采用STC89S52芯片為控制核心

進(jìn)一步的，所述第一、第二無線數(shù)據(jù)模塊是ZigBee模塊，采用CC2430芯片并采用相同的硬件電路，包括傳感器信號處理電路、矩陣式薄膜按鍵電路、單片機(jī)控制電路、液晶顯示電路、報(bào)警電路，電源電路。

進(jìn)一步的，所述ZigBee模塊采用2.4GHz頻段。

進(jìn)一步的，所述刀具參數(shù)檢測模塊采用IEPE型壓電加速器和12為AD芯片TLC2543，拾取刀具的振動參數(shù)；以及采用K型熱電偶和MAX6675拾取刀具切削溫度值。

進(jìn)一步的，所述機(jī)油參數(shù)檢測模塊采用PT100和TLC2543拾取機(jī)油的溫度值，以及采用CX20106A和TCT40-10實(shí)現(xiàn)機(jī)油液位值的檢測；

進(jìn)一步的，所述環(huán)境參數(shù)檢測模塊采用HIH-3605和DS2438實(shí)現(xiàn)對環(huán)境濕度、溫度的采集。

更進(jìn)一步的，所述電源電路采用LM5010芯片和AP1513芯片實(shí)現(xiàn)DC15V和DC5V的穩(wěn)壓直流輸出。

本發(fā)明的有益效果是：

1）通過對機(jī)床的工況進(jìn)行檢測，能夠有效避免機(jī)床處于糟糕的工作環(huán)境以及判斷機(jī)床、刀具是否處于良好的工作狀況下，建立機(jī)床、刀具的破損預(yù)警機(jī)制，對機(jī)床的綜合情況進(jìn)行在線檢測，有助于延長機(jī)床的使用壽命，不依靠檢測人員感覺和人工估計(jì)，促進(jìn)機(jī)床加工自動化的實(shí)現(xiàn)；使機(jī)床和刀具既發(fā)揮最大加工能力，又得到了有效的保護(hù)；

2）系統(tǒng)采用ZigBee無線通信模塊，有效避免機(jī)床內(nèi)部布線的問題，可以十分便利地檢測在有線情況下難以檢測部位的動態(tài)參數(shù)，同時，ZigBee模塊采用2.4GHz頻段，能有效避免來自振動以及噪聲的干擾；

3）MCU采用STC89S52芯片為控制核心，成本低，電路結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，而且運(yùn)行穩(wěn)定，具有較高的通用性和實(shí)用價值；

4）通過同時在線檢測機(jī)床的環(huán)境因素，加工過程中機(jī)床以及刀具的動態(tài)參數(shù)，能應(yīng)用于各種加工工況，檢測系統(tǒng)的兼容性及適用性較強(qiáng)，具有較高的應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明機(jī)床工況參數(shù)只能檢測系統(tǒng)的整體示意框圖。

圖2是ZigBee無線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能圖。

圖3是無線通信模塊主板電路圖。