[發明專利]基于低功耗設計的刀具加工次數監測系統及檢測方法

有效

• 申請號: 202110368837.1
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113103067B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 杜曉科;陳誠;張莉
• 申請（專利權）人: 重慶市南岸區力恒工具制造有限公司;陳誠;張莉
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;B23Q17/09
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 胡博文

本發明公開了一種基于低功耗設計的刀具加工次數監測系統及監測方法，該監測系統和監測方法通過三軸加速度傳感器可實時監測刀具在三個軸向上的振動信息，然后通過對采集到的振動信號和其所對應的時域信息進行分析計算得到刀具的加工次數；通過結合振動信息和時域信息同時進行分析，可提高監測結果的準確性。并且，該發明還可以有效管理現場工人加工作業效率，以及可以對刀具生產企業提供的刀具質量進行有效監管。此外，本發明通過使三軸加速度傳感器和微處理器長時間工作在低功耗模式下，可減小蓄電池的體積，進一步減小了整個監測模組的體積，使得監測模組可安裝在刀具上。

技術領域

本發明涉及一種基于低功耗設計的刀具加工次數監測系統及檢測方法。

背景技術

數控機床刀具狀態監測是先進制造系統的關鍵技術，是機械加工過程中的一個重要環節。有效的數控機床刀具狀態監測系統對提高生產效率，降低生產成本，改善產品品質等具有重要的實踐意義。因此，對數控機床刀具狀態監測的研究尤為重要。

刀具加工次數監測是自動化機械制造加工管理過程的重要環節，對加工次數進行監測，既可以有效管理現場工人加工作業效率，又可以對刀具生產企業提供的刀具質量進行有效監管。然而刀具加工環境惡劣多變，刀具所處狀態包括：日常保存、運輸、上刀、換刀、加工作業等。然而目前沒有對刀具加工次數進行自動監測的相關技術，并且目前的數控加工中心，并未給刀具提供電源，同時，刀具本體可供改造位置有限，因此，導致電池系統安裝位置受限，最終整個系統能量受限。綜上所述，面對復雜的加工環境，按照常規方法對刀具進行實時監測，受限于電池容量，很難做到。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于低功耗設計的刀具加工次數監測系統及檢測方法，能夠對刀具加工次數進行自動監測。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于低功耗設計的刀具加工次數監測系統，該監測系統包括測量模組，所述測量模組包括三軸加速度傳感器和微處理器；

所述三軸加速度傳感器用于實時采集刀具振動信息；

所述微處理器用于獲取所述刀具振動信息，然后根據刀具加工時的振動信號特點，再結合所述實時刀具振動信息和刀具振動信息對應的時域信號計算刀具的加工次數。

進一步地，所述微處理器具體通過如下方法計算刀具的加工次數：

當微處理器獲取到與刀具加工時的振動信號特點相對應的刀具振動信息信號時，開始計時，直至微處理器獲取到與具加工時的振動信號特點不同的刀具振動信號時，停止計時；

然后計算上述步驟的計時時長是否與加工時間相匹配，若是，則判斷為完成一次刀具加工，計一次數；若否，則不計數；

重復上述步驟，直至加工完成。

進一步地，該監測系統還包括用于為所述測量模組供電的鋰電池。

進一步地，所述三軸加速度傳感器和微處理器工作在低功耗模式下；

初始時，三軸加速度傳感器在低功耗狀態下進行低頻率信號采樣，當三軸加速度傳感器采集到與刀具加工時的振動信號特點相對應的刀具振動信息信號時，產生中斷信號并喚醒微處理器，喚醒后的微處理器控制三軸加速度傳感器進入中斷模式，然后微處理器和三軸加速度傳感器重新進入低功耗模式；直至當三軸加速度傳感器采集到與具加工時的振動信號特點不同的刀具振動信號時，再次產生中斷信號并喚醒微處理器，停止計時。

進一步地，根據不同工況的所對應的時域信號，選取可離散化的最優特征。

進一步地，該檢測系統還包括與微處理器通信連接的服務器以及分別與所述服務器連接的報警單元和顯示單元。

進一步地，該檢測系統還包括與服務器通信連接的移動終端。