[發明專利]一種數控機床用電主軸粘屑檢測系統

有效

• 申請號: 201811586548.3
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109290850B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 柴永生;李林;劉宇航;王琦;劉希寬;董建權;張振峰;李巖;王昌輝
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

本發明公開了一種數控機床用電主軸粘屑檢測系統，包括：錐形夾具本體、電源模塊、傳感器模塊、信號處理模塊、信號發射模塊；所述電源模塊、傳感器模塊、信號處理模塊、信號發射模塊布置在所述錐形夾具的外表面上；所述傳感器模塊為連接成全橋電路的至少4片電阻應變片；所述電阻應變片均勻地分布在所述錐形夾具外圓表面上；所述信號處理模塊用于將所述傳感器模塊檢測到的微弱模擬信號轉化成數字信號；所述信號發射模塊用于將測得數據無線的發射出去。本發明提供的檢測裝置集成在主軸上的錐形夾具上，采用全橋檢測線路，測量敏感度高；報警臨界值可預設，不需要頻繁標定數值，提高檢測的穩定性和可靠性。

技術領域

本發明涉及數控機床領域，尤其涉及一種數控機床用電主軸粘屑檢測系統。

背景技術

數控機床是裝備制造業的工作母機，加工中心是數控機床的第一要員。加工中心由于工序的集中和自動換刀，減少了工件的裝夾、測量和機床調整等時間，使機床的切削時間達到機床開動時間的80％左右(普通機床僅為15～20％)；同時也減少了工序之間的工件周轉、搬運和存放時間，縮短了生產周期，具有明顯的經濟效果。加工中心適用于零件形狀比較復雜、精度要求較高、產品更換頻繁的中小批量生產,對加工航空、航天、船舶、汽車和模具等產品的制造業，都需要高檔加工中心作為其重要的生產工具。高效、精密、可靠、智能是加工中心的主要發展趨勢。

隨著對高精度零件要求的不斷提高，加工精度己經由毫米級、微米級向亞微米級甚至納米級發展，在高精度加工過程中，主軸夾屑造成的刀具不對中會嚴重影響工件的加工質量。由于加工中心主軸夾屑造成的刀柄不對中問題一直是世界各國機床制造業面臨的難題。

主軸夾屑的位置主要是兩處：一是在刀柄上表面和錐形夾具下表面之間的縫隙中，二是在錐形夾具和刀柄接觸的錐面上。在實際應用中發現：以上兩處夾屑位置產生夾屑故障都發生在加工中心換刀過程中。因此，若能在刀柄預裝進錐形夾具過程中，檢測和預警主軸夾屑故障，則可以避免主軸夾屑對零件加工質量產生影響。

現有技術中對刀具是否對中的檢測方法主要有傳統的接觸式測量方法以及刀柄內置傳感器的檢測方法。

接觸式測量技術雖然在工件定位、坐標設定、測量零件的幾何尺寸和三維形狀、刀具參數、刀具磨損檢測等方面有一定的應用，但是卻存在受力不均、測量時間長，測量點空間分辨率不夠高、不能測量軟質物體等先天缺陷。同時，由于受到離心力的影響，接觸式傳感器在機床主軸高速旋轉、切削加工等場合的應用也受到很大的限制。

刀柄內置傳感器的檢測方法，雖然很好的彌補了傳統接觸式測量方法的不足，但由于機械加工過程中，加工一個工件可能要使用多把不同規格的刀具，如果所有的刀柄都帶有相同傳感器檢測裝置，無疑會增加產品的生產成本，降低產品的市場競爭力，并且造成資源浪費，違背綠色環保可持續發展的原則。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明所要解決的技術問題是：如何快速便捷的檢測出數控機床的電主軸是否夾屑。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種數控機床用電主軸粘屑檢測系統，包括：錐形夾具本體、電源模塊、傳感器模塊、信號處理模塊、信號發射模塊；所述電源模塊、傳感器模塊、信號處理模塊、信號發射模塊布置在所述錐形夾具本體的外表面上；所述電源模塊分別與所述傳感器模塊、信號處理模塊、信號發射模塊電連接；所述傳感器模塊、信號處理模塊、信號發射模塊依次串聯；其中

所述電源模塊用于提供工作電源；

所述傳感器模塊為連接成全橋電路的至少4片電阻應變片；所述電阻應變片均勻地分布在所述錐形夾具本體靠近刀頭工作部的外圓表面上；

所述信號處理模塊用于將所述傳感器模塊檢測到的微弱模擬電壓信號放大后轉化成數字信號；

所述信號發射模塊用于將所述信號處理模塊轉換后的數字化電壓信號無線的發射出去。