[發明專利]一種拉削力檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201910023671.2
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109623027B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 許明;何龍;陳國金
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B23D39/00
• 分類號: B23D39/00;B23D41/00;B23Q17/09
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種拉削力檢測裝置，包括拉刀本體；其特征在于：還包括檢測器；所述拉刀本體的刀身側部開設有n個安置通槽，2≤n≤10；n個安置通槽內均設置有檢測器；所述的檢測器包括應變傳感器、壓電片和電路基板；應變傳感器和壓電片分別設置在安置通槽的兩側；電路基板固定在安置通槽內；電路基板上設置有檢測-能量收集電路；檢測-能量收集電路包括能量收集模塊、拉削負載檢測模塊和無線發送模塊；能量收集模塊包括能量收集芯片和存儲電容；存儲電容與壓電片通過能量收集芯片連接；

所述的拉削負載檢測模塊包括電阻R1、電阻R2和電阻R3；電阻R1的一端接應變傳感器的其中一個接線端，另一端接電阻R2的一端；電阻R2的另一端接電阻R3的一端；電阻R3的另一端接應變傳感器3的另一個接線端；電阻R1連接電阻R2的那端接存儲電容Cs的負極，電阻R3連接應變傳感器的那端接存儲電容的正極；電阻R1連接應變傳感器的那端接無線發送模塊的第一輸入引腳；電阻R2連接電阻R3的那端接無線發送模塊的第二輸入引腳。

2.根據權利要求1所述的一種拉削力檢測裝置，其特征在于：所述能量收集芯片的型號為LTC3588-2；能量收集芯片的兩個輸入引腳與壓電片的兩個接線端分別相連；能量收集芯片的V_IN引腳接電容C1及電容C2的一端，CAP引腳接電容C1的另一端，V_IN2引腳接電容C3的一端；電容C2及電容C3的另一端均接地；能量收集芯片U1的SW引腳接電感L1的一端，V_OUT引腳接電感L1的另一端及存儲電容C_s的一端；存儲電容C_s的另一端接地；能量收集芯片U1的GND引腳接地。

3.根據權利要求1所述的一種拉削力檢測裝置，其特征在于：n個安置通槽內的壓電片與應變傳感器的距離相等。

4.根據權利要求1所述的一種拉削力檢測裝置，其特征在于：所述安置通槽與應變傳感器、壓電片的連接處呈平面狀。

5.根據權利要求1所述的一種拉削力檢測裝置，其特征在于：所述安置通槽的兩端處均開設有卡槽；電路基板的兩端分別卡入兩個卡槽內。

6.根據權利要求1所述的一種拉削力檢測裝置，其特征在于：所述的無線發送模塊采用型號為LMX5453的藍牙芯片。

7.根據權利要求1所述的一種拉削力檢測裝置，其特征在于：所述的拉刀本體采用鍵槽式拉刀。

8.根據權利要求1所述的一種拉削力檢測裝置，其特征在于：n個安置通槽沿刀身的長度方向依次等間距排列。

9.根據權利要求1所述的一種拉削力檢測裝置，其特征在于：所述拉刀本體的刀身兩側面上均開設有與n個安置通槽分別位置對應的n個端蓋安置槽；2n個端蓋安置槽上均嵌有密封蓋；密封蓋呈圓形，且材質為橡膠，與對應的端蓋安置槽通過耐高溫粘結劑粘合。

10.如權利要求1所述的一種拉削力檢測裝置的檢測方法，其特征在于：

步驟一、用拉刀本體對工件進行拉削；拉削過程中，壓電片通過正壓電效應輸出電壓；能量收集模塊接收由壓電片所產生的電能，并為內部的存儲電容充電；應變傳感器發生變形，自身電阻值發生變化；應變傳感器的電阻變化改變拉削負載檢測模塊向無線發送模塊輸出的應變模擬信號；

步驟二、n個無線發送模塊均將自身接收到的應變模擬信號通過無線通信發送給上位機；

步驟三、上位機將n個無線發送模塊傳輸來的應變模擬信號轉化為應變量，并根據n個應變量獲取拉刀本體受到的拉削力；

步驟四、若上位機轉化得到的四個應變量大于拉刀本體在對應位置的應變允許范圍時，則說明拉刀本體在拉削過程中發生問題。