[發明專利]一種銑削刀具磨損狀態檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202110551611.5
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113334144A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 莊可佳;李明;胡誠
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 陳建軍

1.一種銑削刀具磨損狀態檢測系統，其特征在于，包括傳聲器、三向力測力儀及數據處理模塊；

所述傳聲器，用于檢測刀具加工工件時的音頻信號，并將所述音頻信號傳送至所述數據處理模塊；

所述三向力測力儀，用于采集刀具加工工件產生的切削力信息，并將所述切削力信息傳送至所述數據處理模塊；

所述數據處理模塊，用于接收所述音頻信號及切削力信息，并根據所述音頻信號及切削力信息確定刀具磨損狀態。

2.根據權利要求1所述的銑削刀具磨損狀態檢測系統，其特征在于，所述數據處理模塊根據所述音頻信號及切削力信息確定刀具磨損狀態，具體包括：所述數據處理模塊判斷兩個時刻的音頻信號的頻率差值是否超過設定音頻閾值，若否，則利用所述兩個時刻的音頻信號的頻率確定刀具磨損狀態，若是，則根據切削力信息確定磨損狀態。

3.根據權利要求2所述的銑削刀具磨損狀態檢測系統，其特征在于，所述數據處理模塊根據切削力信息確定磨損狀態，確定刀具磨損狀態，具體包括：所述數據處理模塊根據切削力的時域X向切削力均值，確定刀具磨損狀態。

4.根據權利要求3所述的銑削刀具磨損狀態檢測系統，其特征在于，所述數據處理模塊根據切削力信息確定磨損狀態，確定刀具磨損狀態，具體包括：所述數據處理模塊根據切削力的時域Y向切削力均值，確定刀具磨損狀態。

5.根據權利要求4所述的銑削刀具磨損狀態檢測系統，其特征在于，所述數據處理模塊，根據切削力的時域X向切削力均值，確定刀具磨損狀態，具體包括，若切削力的時域X向切削力均值不超過第一設定閾值時，刀具為初期磨損，否則判斷切削力的時域X向切削力是否超過第二設定閾值，若否，則刀具為正常磨損，若是，則刀具為劇烈磨損；所述數據處理模塊，根據切削力的時域Y向切削力均值，確定刀具磨損狀態，具體包括，切削力的時域Y向切削力均值不超過第三設定閾值時，刀具為初期磨損，否則判斷切削力的時域Y向切削力是否超過第四設定閾值，若否，則刀具為正常磨損，若是，則刀具為劇烈磨損。

6.根據權利要求5所述的銑削刀具磨損狀態檢測系統，其特征在于，還包括數據采集卡、電荷放大器及報警器，所述三向力測力儀與所述電荷放大器電連接，所述數據采集卡與所述電荷放大器、數據處理模塊電連接，所述電荷放大器用于將三向力測力儀獲取的切削力信息對應的電荷信號轉為電壓信號，并傳輸至所述數據采集卡，所述數據采集卡用于將所述電壓信號傳送至所述數據采集模塊；所述報警器用于在刀具為劇烈磨損時，進行報警。

7.一種銑削刀具磨損狀態檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：檢測刀具加工工件時的音頻信號；采集刀具加工工件產生的切削力信息；根據所述音頻信號及切削力信息確定刀具磨損狀態。

8.根據權利要求7所述的銑削刀具磨損狀態檢測方法，其特征在于，根據所述音頻信號及切削力信息確定刀具磨損狀態，具體包括：判斷兩個時刻的音頻信號的頻率差值是否超過設定音頻閾值，若否，則利用所述兩個時刻的音頻信號的頻率確定刀具磨損狀態，若是，則根據切削力信息確定磨損狀態。

9.根據權利要求8所述的銑削刀具磨損狀態檢測方法，其特征在于，根據切削力信息確定磨損狀態，確定刀具磨損狀態，具體包括：根據切削力的時域X向切削力均值或者Y向切削力均值，確定刀具磨損狀態。

10.根據權利要求9所述的銑削刀具磨損狀態檢測方法，其特征在于，根據切削力的時域X向切削力均值，確定刀具磨損狀態，具體包括，若切削力的時域X向切削力均值不超過第一設定閾值時，刀具為初期磨損，否則判斷切削力的時域X向切削力是否超過第二設定閾值，若否，則刀具為正常磨損，若是，則刀具為劇烈磨損；根據切削力的時域Y向切削力均值，確定刀具磨損狀態，具體包括，切削力的時域Y向切削力均值不超過第三設定閾值時，刀具為初期磨損，否則判斷切削力的時域Y向切削力是否超過第四設定閾值，若否，則刀具為正常磨損，若是，則刀具為劇烈磨損。