[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（設計）人: 袁燁;譚培鑫;丁漢
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學無錫研究院
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(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：

獲取機床主軸的實時控制信號，其中所述機床主軸的實時控制信號包括與機床主軸的控制電流信號對應的電壓信號；

對所述機床主軸的實時控制信號進行處理，并得到設置在機床主軸上的當前刀具的健康狀況；

輸出機床主軸上的當前刀具的健康狀況；

其中，所述對所述機床主軸的實時控制信號進行處理，并得到設置在機床主軸上的當前刀具的健康狀況，包括：

根據(jù)刀具磨損識別算法對所述機床主軸的實時控制信號進行計算分析，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，

所述對所述機床主軸的實時控制信號進行處理，并得到設置在機床主軸上的當前刀具的健康狀況，包括：

對所述機床主軸的實時控制信號進行預處理；

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)預處理后的機床主軸的實時控制信號進行計算分析，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床主軸的實時控制信號進行計算分析，得到刀具的磨損狀況，包括：

對所述機床主軸的實時控制信號進行均值處理，得到機床主軸的電流信息；

對所述機床主軸的電流信息進行中值濾波處理，得到平滑電流信號；

對所述平滑電流信號進行處理得到機床主軸的控制電流的周期信號；

將所述機床主軸的控制電流的周期信號的峰值與預設標準峰值進行比較，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，所述機床主軸的三相電流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)化得到3個表示電流的數(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床主軸的控制電流的周期信號，將所述機床主軸的控制電流的周期信號的峰值與預設標準峰值進行比較，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到磨損閾值；

若所述刀具的磨損狀況達到磨損閾值，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，用于獲取機床主軸的實時控制信號；

計算分析模塊，用于根據(jù)預設的端對端刀具健康診斷模型對所述機床主軸的實時控制信號進行計算分析，得到設置在機床主軸上的當前刀具的健康狀況；

輸出模塊，用于輸出機床主軸上的當前刀具的健康狀況。

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床主軸的實時控制信號；

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

所述上位機用于接收并顯示所述機床主軸上的當前刀具的健康狀況。

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床主軸的實時控制信息進行計算分析，得到機床主軸上的當前刀具的健康狀況。

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)測裝置用于對機床主軸的實時控制信息進行處理；

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床主軸的實時控制信息進行計算分析，得到機床主軸上的當前刀具的健康狀況，并將機床主軸上的當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)測裝置還用于將機床主軸的實時控制信息發(fā)送至所述上位機進行備份。