[發(fā)明專利]一種刀具健康狀況在線監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010611530.5
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111774932B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁燁;譚培鑫;丁漢
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)無錫研究院
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;陳麗麗

1.一種刀具健康狀況在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

獲取機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號，其中所述機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號包括與機(jī)床主軸的控制電流信號對應(yīng)的電壓信號；

對所述機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號進(jìn)行處理，并得到設(shè)置在機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況；

輸出機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況；

其中，所述對所述機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號進(jìn)行處理，并得到設(shè)置在機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況，包括：

根據(jù)刀具磨損識別算法對所述機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號進(jìn)行計(jì)算分析，得到刀具的磨損狀況；

根據(jù)所述刀具的磨損狀況判斷是否發(fā)出換刀信號；或者，

所述對所述機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號進(jìn)行處理，并得到設(shè)置在機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況，包括：

對所述機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號進(jìn)行預(yù)處理；

接收根據(jù)刀具磨損算法處理后得到的刀具的磨損狀況，其中所述刀具磨損算法用于根據(jù)預(yù)處理后的機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號進(jìn)行計(jì)算分析，得到刀具的磨損狀況；

根據(jù)所述刀具的磨損狀況判斷是否發(fā)出換刀信號；

根據(jù)刀具磨損識別算法對所述機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號進(jìn)行計(jì)算分析，得到刀具的磨損狀況，包括：

對所述機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號進(jìn)行均值處理，得到機(jī)床主軸的電流信息；

對所述機(jī)床主軸的電流信息進(jìn)行中值濾波處理，得到平滑電流信號；

對所述平滑電流信號進(jìn)行處理得到機(jī)床主軸的控制電流的周期信號；

將所述機(jī)床主軸的控制電流的周期信號的峰值與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)峰值進(jìn)行比較，得到控制電流峰值比較結(jié)果；

根據(jù)所述控制電流峰值比較結(jié)果得到刀具的磨損狀況；

其中，所述機(jī)床主軸的三相電流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)化得到3個(gè)表示電流的數(shù)據(jù)流，將表示電流的數(shù)據(jù)流經(jīng)過均值和中值濾波處理，得到隨刀具工作方式不同而不同的機(jī)床主軸的控制電流的周期信號，將所述機(jī)床主軸的控制電流的周期信號的峰值與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)峰值進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果能夠判斷刀具所處于的磨損狀態(tài)；

其中，所述根據(jù)所述刀具的磨損狀況判斷是否發(fā)出換刀信號，包括：

判斷刀具的磨損狀況是否達(dá)到磨損閾值；

若所述刀具的磨損狀況達(dá)到磨損閾值，則發(fā)出換刀信號；

若所述刀具的磨損狀況未達(dá)到磨損閾值，則不發(fā)出換刀信號。

2.一種刀具健康狀況在線監(jiān)測裝置，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的刀具健康狀況在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號；

計(jì)算分析模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的端對端刀具健康診斷模型對所述機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號進(jìn)行計(jì)算分析，得到設(shè)置在機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況；

輸出模塊，用于輸出機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況。

3.一種刀具健康狀況在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：采集裝置、上位機(jī)和權(quán)利要求2所述的刀具健康狀況在線監(jiān)測裝置，所述采集裝置和所述上位機(jī)均與所述刀具健康狀況在線監(jiān)測裝置通信連接，

所述采集裝置用于采集機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信號；

所述刀具健康狀況在線監(jiān)測裝置用于對所述機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信息進(jìn)行處理，得到機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況，并輸出機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況；

所述上位機(jī)用于接收并顯示所述機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刀具健康狀況在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述刀具健康狀況在線監(jiān)測裝置上存儲(chǔ)有刀具磨損識別算法，所述刀具健康狀況在線監(jiān)測裝置用于根據(jù)所述刀具磨損識別算法對所述機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信息進(jìn)行計(jì)算分析，得到機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刀具健康狀況在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述刀具健康狀況在線監(jiān)測系統(tǒng)還包括從屬裝置，所述從屬裝置刀具健康狀況在線監(jiān)測裝置通信連接，所述從屬裝置上存儲(chǔ)刀具磨損識別算法，

所述刀具健康狀況在線監(jiān)測裝置用于對機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信息進(jìn)行處理；

所述從屬裝置用于根據(jù)刀具磨損識別算法對處理后的機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信息進(jìn)行計(jì)算分析，得到機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況，并將機(jī)床主軸上的當(dāng)前刀具的健康狀況反饋至所述刀具健康狀況在線監(jiān)測裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任意一項(xiàng)所述的刀具健康狀況在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述刀具健康狀況在線監(jiān)測裝置還用于將機(jī)床主軸的實(shí)時(shí)控制信息發(fā)送至所述上位機(jī)進(jìn)行備份。