[發明專利]一種基于能量的刀具壽命預測系統

有效

• 申請號: 201410186665.6
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN104002195A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 胡小鋒;閆杉;楊紅光;王財先
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種基于能量的刀具壽命預測系統，其特征在于，包括電流電壓測量系統，刀具管理系統，刀具數據庫，二維碼打印系統和二維碼掃描設備；

電流電壓測量系統在線測量機床空載時的電流、電壓信號并將監測到的信號傳遞給刀具管理系統；

刀具管理系統對接收到的信號進行濾波、A/D轉換后通過功率P＝電流I×電壓V得到機床空載功率；

刀具數據庫存儲機床編號和機床空載功率，將工廠的刀具按照順序依次編寫序列號并將刀具序列號及刀具型號存入刀具數據庫；

刀具管理系統查詢刀具數據庫并將刀具序列號傳給二維碼打印系統；

二維碼打印系統生成二維碼并由打印設備在刀具上打印二維碼；

二維碼掃描設備安裝在數控加工的機床上負責掃描刀具上二維碼信息并傳給刀具管理系統；

刀具管理系統識別二維碼信息并轉化為刀具序列號并結合刀具所在機床編號查詢刀具數據庫中的刀具信息及機床空載功率，顯示在顯示屏上；

電流電壓測量系統在線監測刀具加工時的電流、電壓信號并傳遞給刀具管理系統，刀具管理系統對信號進行濾波、A/D轉換后通過功率P＝電流I×電壓V得到機床實際功率，再將監測得到的機床實際功率減去機床空載功率進行積分∫(P-P_空載)dt得出刀具加工消耗的能量；

刀具管理系統將查詢刀具數據庫得到的刀具剩余壽命能量減去刀具加工消耗的能量得到新的刀具剩余壽命能量并將刀具剩余壽命能量顯示在顯示屏上提醒操作人員注意，在加工結束后將監測得到的電流、電壓信號及刀具剩余壽命能量傳給刀具數據庫；

刀具數據庫儲存并更新機床空載功率、電壓、電流信息、現已消耗的能量信息、以往數據統計得出的刀具壽命內消耗總能量數據、刀具剩余壽命能量數據。

2.根據權利要求1所述的一種基于能量的刀具壽命預測系統，其特征在于，所述的電流電壓測量系統包括：智能電表以及電流電壓測量系統RS485串行接口，其中：智能電表在線測量電流、電壓信號；電流電壓測量系統RS485串行接口與刀具管理系統相連接并傳輸電流、電壓信號。

3.根據權利要求1所述的一種基于能量的刀具壽命預測系統，其特征在于，所述的刀具管理系統包括：PC計算機，二維碼掃描儀RS232串行接口，電流電壓測量系統RS485串行接口，Socket接口，液晶顯示屏輸出接口，液晶顯示屏和二維碼打印系統接口；其中：PC計算機通過二維碼掃描儀RS232串行接口接收二維碼掃描儀的二維碼信息，結合PC計算機所在的機床編號一起，經Socket接口從刀具數據庫查詢刀具所在機床的生產加工信息，傳輸刀具序列號、機床編號、電流信號、電壓信號、刀具壽命內消耗總能量數據、刀具剩余壽命能量數據、刀具現已消耗的能量數據、進給量、進給速度、切削深度、冷卻液、工件材料信息，通過電流電壓測量系統RS485串行接口接受電流電壓測量系統測得的電流、電壓信號，通過液晶顯示屏輸出接口傳輸刀具二維碼信息、刀具序列號信息、機床編號、機床空載功率、進給量、進給速度、切削深度、冷卻液、工件材料信息、刀具壽命內消耗總能量數據、刀具剩余壽命能量數據、刀具現已消耗的能量數據，并在液晶顯示屏上顯示給工作人員，通過二維碼打印系統接口將刀具序列號傳輸給二維碼打印系統。

4.根據權利要求3所述的一種基于能量的刀具壽命預測系統，其特征在于，所述的二維碼掃描設備包括：二維碼掃描儀，其中：二維碼掃描儀發出光線照射二維碼符號上，被反射回來光掃描儀接收后經處理轉換為刀具的序列號，通過二維碼掃描儀RS232串行接口將刀具序列號傳送給刀具管理系統。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種基于能量的刀具壽命預測系統，其特征在于，所述的刀具數據庫包括：數據庫服務器和數據庫系統接口，其中：數據庫服務器存儲刀具序列號、機床編號、機床空載功率、進給量、進給速度、切削深度、冷卻液、工件材料信息、電流信號、電壓信號、刀具壽命內消耗總能量數據、刀具剩余壽命能量數據、刀具現已消耗的能量數據，通過數據庫系統接口與刀具管理系統相接，用以傳輸刀具序列號、機床編號、機床空載功率、電流信號、電壓信號、刀具壽命內消耗總能量數據、刀具剩余壽命能量數據、刀具現已消耗的能量數據、進給量、進給速度、切削深度、冷卻液、工件材料信息。

6.根據權利要求1-4任一項所述的一種基于能量的刀具壽命預測系統，其特征在于，所述的二維碼打印系統包括：二維碼打印系統接口、二維碼打印電腦和二維碼打印機，其中：二維碼打印系統接口與刀具管理系統相連接并傳輸刀具序列號信息；二維碼打印電腦與二維碼打印機相連接，用以將刀具序列號轉化為二維碼信息后打印在刀具上。