[發(fā)明專利]一種銑削刀具磨損狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110551611.5
• 申請(qǐng)日: 2021-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN113334144A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊可佳;李明;胡誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q17/09
• 分類號(hào): B23Q17/09
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 陳建軍

本發(fā)明涉及一種銑削刀具磨損狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括包括傳聲器、三向力測(cè)力儀及數(shù)據(jù)處理模塊；所述傳聲器，用于檢測(cè)刀具加工工件時(shí)的音頻信號(hào)，并將所述音頻信號(hào)傳送至所述數(shù)據(jù)處理模塊；所述三向力測(cè)力儀，用于采集刀具加工工件產(chǎn)生的切削力信息，并將所述切削力信息傳送至所述數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收所述音頻信號(hào)及切削力信息，并根據(jù)所述音頻信號(hào)及切削力信息確定刀具磨損狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)銑削加工中刀具磨損狀態(tài)準(zhǔn)確的檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種銑削刀具磨損狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

刀具在機(jī)加工產(chǎn)品的加工精度、表面質(zhì)量等方面起著非常關(guān)鍵的作用。在機(jī)加工時(shí)，如果未能及時(shí)更換已磨損的刀具，將會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)效率，甚至?xí)p壞機(jī)床。據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)床配置刀具監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以減少75％的故障停機(jī)時(shí)間，提高50％以上的機(jī)床利用率。所以一套可靠高效的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯得非常重要。

刀磨損狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法分為直接檢測(cè)和間接監(jiān)測(cè)2種方法，直接檢測(cè)法需要停機(jī)、卸下刀具進(jìn)行檢測(cè)。間接監(jiān)測(cè)法主要利用與銑刀磨損相關(guān)的特征，如切削力信號(hào)、電流信號(hào)、聲發(fā)射信號(hào)等來(lái)間接實(shí)現(xiàn)對(duì)銑刀磨損狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。間接監(jiān)測(cè)方法雖然不占用生產(chǎn)時(shí)間，并且這些單方案方法也取得了一定的效果，但在世時(shí)過(guò)程中都存在一些問(wèn)題。例如，切削力測(cè)量法在銑削條件發(fā)生改變時(shí)，可能會(huì)對(duì)刀具磨損狀態(tài)做出錯(cuò)誤判斷。聲發(fā)射信號(hào)測(cè)量法容易受到銑削環(huán)境中的切屑、冷卻液、噪聲等因素影響。在銑刀磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)中，現(xiàn)有技術(shù)不能準(zhǔn)確地反映銑削加工中刀具磨損狀態(tài)的變化。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種銑削刀具磨損狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)不能準(zhǔn)確地反映銑削加工中刀具磨損狀態(tài)的變化的問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種銑削刀具磨損狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，包括傳聲器、三向力測(cè)力儀及數(shù)據(jù)處理模塊；

所述傳聲器，用于檢測(cè)刀具加工工件時(shí)的音頻信號(hào)，并將所述音頻信號(hào)傳送至所述數(shù)據(jù)處理模塊；

所述三向力測(cè)力儀，用于采集刀具加工工件產(chǎn)生的切削力信息，并將所述切削力信息傳送至所述數(shù)據(jù)處理模塊；

所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收所述音頻信號(hào)及切削力信息，并根據(jù)所述音頻信號(hào)及切削力信息確定刀具磨損狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)所述音頻信號(hào)及切削力信息確定刀具磨損狀態(tài)，具體包括：所述數(shù)據(jù)處理模塊判斷兩個(gè)時(shí)刻的音頻信號(hào)的頻率差值是否超過(guò)設(shè)定音頻閾值，若否，則利用所述兩個(gè)時(shí)刻的音頻信號(hào)的頻率確定刀具磨損狀態(tài)，若是，則根據(jù)切削力信息確定磨損狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)切削力信息確定磨損狀態(tài)，確定刀具磨損狀態(tài)，具體包括：所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)切削力的時(shí)域X向切削力均值，確定刀具磨損狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)切削力信息確定磨損狀態(tài)，確定刀具磨損狀態(tài)，具體包括：所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)切削力的時(shí)域Y向切削力均值，確定刀具磨損狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)切削力的時(shí)域X向切削力均值，確定刀具磨損狀態(tài)，具體包括，若切削力的時(shí)域X向切削力均值不超過(guò)第一設(shè)定閾值時(shí)，刀具為初期磨損，否則判斷切削力的時(shí)域X向切削力是否超過(guò)第二設(shè)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(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)切削力的時(shí)域Y向切削力均值，確定刀具磨損狀態(tài)，具體包括，切削力的時(shí)域Y向切削力均值不超過(guò)第三設(shè)定閾值時(shí)，刀具為初期磨損，否則判斷切削力的時(shí)域Y向切削力是否超過(guò)第四設(shè)定閾值，若否，則刀具為正常磨損，若是，則刀具為劇烈磨損。