[发明专利]在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及加工设备，更具体地说，涉及一种在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法及装置。

背景技术

数控机床（例如，CNC数控铣床、CNC数控车床等）在工作时，其加工精度除了受机床本身的精度和切削参数影响外，一个较为重要的因素就是刀具的磨损程度。如果刀具有较大程度的磨损，其加工出来的产品尺寸就会超标，这使得被加工的工件报废或需要更多的时间对其进行修补。但是，在数控机床加工产品时，由于刀具安装在数控机床的主轴上，而且在加工时主轴转动，根本没有办法测量正在工作的刀具的磨损是否超标。在现有技术中，解决刀具磨损带来的影响，常用的办法是依靠操作人员的经验，定时停机检查刀具。这种方法存在有不足之处，首先是由于被加工的工件材质、硬度、形状不同，加上刀具的质量稳定性影响，操作人员较难做准确的判断，带来时间和材料上的损失；其次每次停机均会带来一定的时间上的延误，造成生产周期的加长。因此，现有的判断刀具磨损的方法有人为因素较多、时间花费较长的缺陷。该发明可建立金属材料切削性能分析、切削参数分析、刀具性能分析模块。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述人为因素较多、时间花费较长缺陷，提供一种自动测试、时间花费较少的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法，包括如下步骤：

A）在所述数控机床换刀并开始工作时，采集第一指定时间或指定次数的机床主轴震动频率的数据，并取得这些数据的震动频率平均值；

B）设定所述震动频率平均值为震动频率标准值，依据所述震动频率标准值，得到震动频率门限值；

C）按照第二设定周期取得所述数控机床主轴震动频率的当前值；

D）比较所述数控机床主轴的震动频率当前值是否在门限值之内，如是，返回步骤C）；否则，判断所述刀具磨损，发出数控机床停机信号。

在本发明所述的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法中，所述步骤A）进一步包括如下步骤：

A1）采集数控机床主轴震动频率值；

A2）将所述震动频率值进行模数转换、并单独存储；

A3）判断第一指定时间或次数是否达到？如是，执行下一步骤；否则，返回步骤A1）；

A4）取得所述存储的数控机床主轴震动频率值的平均值。

在本发明所述的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法中，所述步骤B）中，所述门限值由所述标准值加上或/和减去所述标准值与设定比例的乘积而得。

在本发明所述的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法中，所述步骤C）进一步包括如下步骤：

C1）采集机床主轴震动频率；

C2）将所述震动频率值进行模数转换、并单独存储；

C3）判断所述第二设定周期是否达到？如是，执行下一步骤；否则，返回步骤C1）；

C4）取得所述存储数据的平均值为所述震动当前值。

在本发明所述的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法中，所述步骤D）进一步包括如下步骤：

D1）判断所述震动频率当前值是否大于所述标准值减去所述标准值与设定比例的乘积，如是，执行下一步骤；否则，跳转到步骤D3）；

D2）判断所述震动频率当前值是否小于所述标准值加上所述标准值与设定比例的乘积，如是，返回步骤C）；否则，执行下一步骤；

D3）判断所述刀具磨损，发出停机信号。

本发明还涉及一种在数控机床工作时检测刀具磨损的装置，包括：

主轴震动频率采集单元：安装在所述数控机床主轴上，采集所述数控机床主轴在转动时的震动频率；

数据处理单元：用于处理所述数控机床主轴震动频率采集单元采集的数据，判断所述数据是否正常并在所述数据不正常时产生并输出停机信号；

存储单元：与所述数据处理单元连接，用于存储所述采集到的数据值；

信号发送单元：与所述数据处理单元连接，用于将所述数据处理单元产生的信号发送到所述数控机床控制部分。

在本发明所述的在数控机床工作时检测刀具磨损的装置中，所述数控机床主轴震动频率采集单元包括震动传感器模块，所述震动传感器模块输出与所述数据处理单元的数据输入端连接。

在本发明所述的在数控机床工作时检测刀具磨损的装置中，所述信号发送单元为用于将所述停机信号或定时将所述存储单元中存储的数据发送出去的无线数据传输单元。