[發明專利]一種刀具健康狀況在線監測方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 202010611530.5
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111774932B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 袁燁;譚培鑫;丁漢
• 申請（專利權）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

本發明涉及刀具監測技術領域，具體公開了一種刀具健康狀況在線監測方法，其中，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。本發明還公開了一種刀具健康狀況在線監測裝置及系統。本發明提供的刀具健康狀況在線監測方法能夠準確分辨刀具磨損程度，且能夠在更準確的時間點將磨損刀具更換，更有利于生產工廠節省加工成本，提高產品競爭力。

技術領域

本發明涉及刀具監測技術領域，尤其涉及一種刀具健康狀況在線監測方法、刀具健康狀況在線監測裝置及刀具健康狀況在線監測系統。

背景技術

隨著經濟發展，國內的工業、制造業實業顯得越來越重要，工業裝備也越來越趨于智能化、一體化。機床作為制造業工廠的基本生產工具，是重要昂貴的生產成本，機床使用的加工刀頭，則是生產加工過程中保證產品質量的消耗品，在實際生產過程中，必須保證刀頭處于正常狀態。但是刀具由于自身生產環境和所處的加工環境等條件的不同，其實際使用壽命會在一定范圍內波動，更換新刀具的時機就很難把握。若刀具出現老化或者斷刀的磨損情況卻未更換，繼續進行加工，這不但會損毀加工原材料，嚴重的甚至會導致機床的損壞；若在刀具還能繼續使用時提前更換刀具，這會降低對刀具的利用程度，無形之中增加了成本。在刀具不能繼續使用前盡量使用并及時更換不能繼續使用的刀具，這種方法能夠降低刀具成本、延長機床使用壽命、節省原材料。這對制造企業降低制造成本，提高競爭力顯得尤為重要。

目前工廠大多采用計數法或間斷監測法來實現對刀具的健康情況評估，更換刀具的策略主要有兩種，一種是由工廠統一制定刀具使用時間的一刀切方法，記錄刀具使用時間并在達到使用時間上限后更換刀具，而不管刀具是否還能使用，這種方法實行簡單且方便，但是對刀具和原材料消耗比較大，若被更換的刀具還能繼續使用，則浪費了刀具的潛在價值，提高了生產成本，若被更換的刀具早已經磨損到不能繼續使用了，那么該刀具之前加工的一些產品將達不到實際生產要求的精度，不但浪費了原材料，還可能損壞機床，提高了生產成本。另一種方法是在前一種方法上，搭配經驗豐富的工人，對于經驗豐富的工人，他們可以通過刀具加工的聲音來判斷刀具是否已經不能再使用，對于磨損嚴重的刀具，能夠及時分辨并更換，但是這種方法不能判斷刀具的剩余使用時間，而且對于工廠的工人，由于存在主觀判斷因素，不可能完全判斷正確，消耗的人力也相對大一些。

發明內容

本發明提供了一種刀具健康狀況在線監測方法、刀具健康狀況在線監測裝置及刀具健康狀況在線監測系統，解決相關技術中存在的無法實現對刀具的健康狀況進行有效監測的問題。

作為本發明的第一個方面，提供一種刀具健康狀況在線監測方法，其中，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。

進一步地，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；

根據所述刀具的磨損狀況判斷是否發出換刀信號。

進一步地，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；