[发明专利]一种基于电流法的机床刀具监控方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及机床监控技术领域，尤其涉及一种基于电流法的机床刀具监控方法与系统。

背景技术

刀具是机床的核心部件，刀具的健康情况将影响机床的工作性能，直接影响机床加工产品的质量。因此，一旦刀具磨损到一定程度，或者出现崩刀、断掉等情况，就要更换刀具。由于在生产环境下，刀具不易拆卸，因此，传统的数控机床加工，对刀具的磨损和损坏程度的检查，是通过对加工出来的零件的尺寸和表面质量检查实现的，在人工操作的情况下，操作人员在上下料时进行工件的尺寸检查和表面质量检查，这就要求操作人员必须坚守在机床旁边。但在制造业中大力推进工业4.0的大环境下，数控机床的上下料操作已经用机器人代替人，操作人员只负责巡检，并不接触机床加工出来的产品，因此对刀具的磨损和损坏程度的传统检查方法失去意义。如果刀具磨损或损坏后不能及时发现，将会造成产品质量不合格，严重的会引起撞刀损坏更多的刀具，甚至损坏机床。如果停车检查频次太高，增加了工作量，同时也会降低生产效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一目的在于提供一种基于电流法的机床刀具监控方法，第二目的在于提供一种基于电流法的机床刀具监控系统。

本发明所采取的第一技术方案是：

一种基于电流法的机床刀具监控方法，包括以下步骤：

数控系统获取主轴电机的工作电流值；

数控系统将主轴电机的工作电流值与预设的电流阈值进行比较，从而得到刀具的状态。

进一步地，所述电流阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值，所述第三阈值大于第二阈值，所述第二阈值大于第一阈值；

所述数控系统将主轴电机的工作电流值与预设的电流阈值进行比较，从而得到刀具的状态这一步骤具体包括：

判断主轴电机的工作电流值是否大于或等于第三阈值，若是，则判定刀具处于完全磨损状态，反之，则执行下一步骤；

判断主轴电机的工作电流值是否大于第二阈值，若是，则判定刀具处于部分磨损状态，反之，则执行下一步骤；

判断主轴电机的工作电流值是否大于第一阈值，若是，则判定刀具处于正常状态，反之，则判定刀具处于崩断状态。

进一步地，在判定刀具处于部分磨损状态后，还设有计算刀具的磨损程度这一步骤。

进一步地，所述计算刀具的磨损程度这一步骤所用的计算公式为：

刀具磨损百分比＝100％*(主轴电机的工作电流值-第二阈值)/(第三阈值-第二阈值)。

进一步地，所述数控系统将主轴电机的工作电流值与预设的电流阈值进行比较，从而得到刀具的状态这一步骤之后，还设有将刀具的状态发送至远程监控中心的步骤，所述将刀具的状态发送至远程监控中心的步骤具体包括：

数控系统根据刀具的状态，生成数据报文；

数控系统将数据报文发送至远程监控中心。

进一步地，所述数控系统根据刀具的状态，生成数据报文这一步骤，具体包括：

数据系统对刀具的状态进行加密处理后，得到加密数据；

对加密数据进行封装后，得到数据报文。

进一步地，所述数据系统对刀具的状态进行加密处理这一步骤中所使用的加密算法为TEA算法。

进一步地，所述数据系统对刀具的状态进行加密处理这一步骤具体为：

将刀具的状态对应的二进制数据作为明文；

判断明文的位数是否8的倍数，若是，则使用TEA算法对明文进行加密；反之，则执行下一步骤；

计算明文最后两位数的异或运算结果，若运算结果为1，则在明文后用0补足得到补足明文令补足明文的位数为8的倍数；若运算结果为0，则在明文后用1补足得到补足明文，令补足明文的位数为8的倍数。

本发明所采取的第二技术方案是：

一种基于电流法的机床刀具监控系统，包括主轴电机、伺服驱动器以及用于

获取主轴电机的工作电流值，然后将主轴电机的工作电流值与预设的电流阈值进行比较，从而得到刀具的状态的数控系统；所述主轴电机通过伺服驱动器与数控系统连接。

进一步地，所述伺服驱动器通过伺服总线与数控系统连接。

本发明的第一有益效果是：通过本方法，可以通过检测主轴电机的工作电流值，并与预设的电流阈值进行比较，得到刀具的状态，结果准确，避免了通过检查机床加工产品从而间接推测刀具磨损情况的不可靠性，以及避免了停车拆卸刀具进行检查的麻烦，解决自动化生产线上机床刀具磨损问题，实现智能刀具监控，保证产品精度和质量，并且可以有效防止刀具碰撞造成的刀具损害。