[实用新型]旋转刀具在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及刀具监测领域，特别是涉及一种旋转刀具在线监测系统。

背景技术

当前机械制造业技术不断发展，精密和超精密加工已成为现代机械制造的重要组成部分，而刀具在精密与超精密机床中占有很重要的地位。使用破损的刀具继续加工不仅会造成被加工工件的报废，而且还会损坏加工设备。高精密镗床、铣床中使用的旋转刀具在切削过程中的工作状态对工件的加工质量具有重要作用。在机械加工过程中，刀具极易受到外界影响(如切削力)而引起振动，从而破坏加工过程的稳定性，致使工件加工表面质量急剧恶化，同时，降低刀具寿命，影响加工效率。

因此，对此类高精密机床的刀具工作状态进行在线监测显得十分重要，刀具在工作过程中的实时监测已成为现代自动化加工的关键技术之一。然而，由于刀具在工作过程中处于旋转状态，无法采用传统的有线检测方法测得刀具处的振动信号。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种旋转刀具在线监测系统，能够直接在刀具处于旋转状态下监测其振动信号，且无需改变刀具结构，安装方便。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种旋转刀具在线监测系统，包括：刀杆、信号检测装置、中间站和上位机，所述刀杆上设有套接于刀杆上的圆环基体，所述信号检测装置设置在所述圆环基体上，所述信号检测装置与所述中间站通过无线通信方式连接，所述中间站和所述上位机通过串口连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述信号检测装置包括传感器模块、第一信号处理模块、第一无线通信模块、存储模块和第一电源模块，所述传感器模块采用IC压电式加速度传感器，所述第一信号处理模块采用低功耗单片机作为处理器，所述第一无线通信模块采用低功耗射频芯片，所述存储模块采用超低功耗的FRAM，所述第一电源模块包括主电源电路、基准电路和恒流源电路。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述传感器模块包括第一传感器和第二传感器，且均为IC压电式加速度传感器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一传感器与所述第二传感器呈正交形式布置于所述圆环基体上。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述信号检测装置采用圆环形电路板，所述圆环形电路板通过螺钉固定在所述圆环基体的侧面，所述第一信号处理模块、第一无线通信模块、存储模块和第一电源模块均采用贴片元件，各个贴片元件沿所述圆环基体的圆周均匀分布。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述中间站包括第二无线通信模块、第二信号处理模块和第二电源模块，所述第二无线通信模块采用低功耗射频芯片，所述第二信号处理模块采用低功耗单片机作为处理器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述圆环基体通过紧固螺钉固定在所述刀杆上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型揭示的旋转刀具在线监测系统，能够直接在刀具处于旋转状态下监测其振动信号，且无需改变刀具结构，具有安装方便、响应速度快、抗干扰能力强等优点。利用无线通信技术克服了旋转类刀具布线困难的问题，实现了旋转刀具工作状态的在线监测。

附图说明

图1是本实用新型旋转刀具在线监测系统的总体框架示意图；

图2是信号检测装置的结构框架示意图；

图3是中间站的结构框架示意图；

图4是上位机的框架示意图；

图5是信号检测装置安装的立体结构示意图；

图6是信号检测装置工作流程图；

图7是中间站工作流程图；

附图中各部件的标记如下：11、信号检测装置，12、中间站，13、上位机，21、传感器模块，22、存储模块，23、第一信号处理模块，24、第一无线通信模块，25、第一电源模块，31、第二无线通信模块，32、第二信号处理模块，33、第二电源模块，41、第一传感器，42、第二传感器，43、刀杆，44、圆环基体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1-7，本实用新型实施例包括：