[發明專利]在旋轉刀具上檢測損傷的方法和裝置

有效

• 申請號: 201710325102.4
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107350898B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 馬克·布盧梅瑙;拉爾斯·皮卡哈特
• 申請（專利權）人: 蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司;蒂森克虜伯股份公司
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張凱;張杰

技術領域

本發明涉及一種用于在旋轉刀具上檢測損傷的方法和裝置。

背景技術

旋轉刀具已知是切割裝置的組成部分。其在切割或者分裂不同的材料中具有廣泛的工業應用。刀具承受磨損負荷，磨損負荷伴隨著待加工的材料的硬度的增加而增加。主要在金屬加工中，作為由于裂縫導致的材料破損的結果，在刀具邊緣上常常出現例如楔形的剝落形式的刀具破損。如果不立即識別刀具破損并且更換刀具，則損壞的刀具會影響待加工的材料的質量。具有刀具磨損的刀具在此在待加工的材料上出現損壞的刀具位置的情況下在加工材料的邊緣上產生損害。這特別地發生在具有顯著的縱向延展的產品上，隨后通常必須機械地后續加工，以便于去掉邊緣損傷。

通過例如為刀具材料選擇特別耐磨的材料、刀具邊緣涂層或者刀具邊緣硬化的技術手段雖然能延長刀具的壽命，但是通過這些手段并不能排除刀具破損。所以，需要刀具的持續控制。

由切割裝置的使用者可以檢查刀具破損。這可以例如通過觀察旋轉刀具或者加工的材料在視覺上進行。由于在旋轉刀具上或者附近工作時高的噪音負荷和事故率，旋轉刀具附近不能久留。這使得設備上的刀具控制更難，這些設備在連續的切割或者切邊操作中工作。這樣，刀具破損的識別相對于產生刀具破損的事件而言常常是明顯延遲的，從而刀具更換只能延后進行，這不利于損傷的材料的量。

DD 234 378 A1中已知一種用于在旋轉工具上工具破損識別的開關裝置，其能夠及時的識別破損，而不必讓人為了檢查刀具狀態而持續地緊鄰刀具停留。在此，接收結構噪音振動，提供并評估兩個平行的測量鏈。當第一測量鏈的帶通選擇的頻率的相反的極的兩個彼此相繼的半波超過比較器閾，則發出破損信號。該裝置的缺點在于，用于接收結構噪音振動的振動接收器必須直接設置在旋轉刀具上，從而技術上難以實現這種結構。此外，直接在工具上設置的振動接收器妨礙了切割裝置上的工作進程。除此之外，直接與旋轉刀具接觸的振動接收器易受干擾。該裝置的另一缺點在于，具有對于在結構噪聲強的環境中的顯示錯誤而言高風險，例如發生在金屬材料加工的制造設備中。

發明內容

因此，本發明的目的在于，研發一種用于在一個或多個轉動刀具上檢測損傷的方法和裝置，其在技術上容易實現并且降低了工作進程的阻礙以及對于裝置損壞和對于顯示錯誤的風險。

關于方法，該目的根據本發明通過包含下列步驟的方法實現：

a)通過麥克風接收由轉動刀具產生的空間噪音，麥克風相對轉動刀具有空間上的距離，

b)通過信號調整單元傳輸和處理空間噪音信號，

c)通過數據檢測單元傳輸和處理由信號調整單元發出的模擬信號，

d)在數據檢測單元中轉換模擬信號為數字信號，

e)將數字的信號數據傳輸到數據處理單元，

f)通過數字處理單元處理數字的信號數據，包括：

f1)為各個完整的刀具旋轉(M_i)的聲壓確定閾值(SW_i)，

f2)將在一個刀具旋轉(M_i)后面的刀具旋轉(M_i+1)的每個單個的振幅信號與最后沒有偽影的刀具旋轉(M_i)的閾值(SW_i)比較，

f3)處理的數據的可選的可視化，

f4)當在至少三個相繼的刀具旋轉(M_i+1到M_i+3)中周期性地在刀具旋轉中的相同位置上產生再現的振幅信號，該振幅信號分別超過最后的沒有偽影的刀具旋轉的閾值，進行損傷顯示，

g)通過損傷顯示單元顯示損傷。

關于裝置，前述目的根據本發明通過一種裝置實現，該裝置具有一個或多個相對刀具不接觸定位的麥克風，信號調整單元、數據檢測單元、數據處理單元和損傷顯示單元，其中數據處理單元包括一個單元，該單元在至少三個相繼的刀具旋轉中周期性地在刀具旋轉中的相同位置上存在再現的、并且分別超過最后的沒有偽影的刀具旋轉的閾值的振幅信號的情況下發出關于刀具損傷的報告。

本發明的有利的設計方案在從屬權利要求中給出并且下面與本發明的思想一起詳細闡述。

本發明基于這種認識，即，具有損傷的旋轉刀具產生有特征的噪音，通過噪音可以聲學上區別無損傷的旋轉刀具。

根據本發明的裝置包括一個或多個麥克風。當在本發明中下面提到麥克風，這是對于存在至少一個麥克風的簡單的表述。