[发明专利]一种刀具健康状况在线监测方法、装置及系统

说明书

本发明涉及刀具监测技术领域，具体公开了一种刀具健康状况在线监测方法，其中，包括：获取机床主轴的实时控制信号，其中所述机床主轴的实时控制信号包括与机床主轴的控制电流信号对应的电压信号；对所述机床主轴的实时控制信号进行处理，并得到设置在机床主轴上的当前刀具的健康状况；输出机床主轴上的当前刀具的健康状况。本发明还公开了一种刀具健康状况在线监测装置及系统。本发明提供的刀具健康状况在线监测方法能够准确分辨刀具磨损程度，且能够在更准确的时间点将磨损刀具更换，更有利于生产工厂节省加工成本，提高产品竞争力。

技术领域

本发明涉及刀具监测技术领域，尤其涉及一种刀具健康状况在线监测方法、刀具健康状况在线监测装置及刀具健康状况在线监测系统。

背景技术

随着经济发展，国内的工业、制造业实业显得越来越重要，工业装备也越来越趋于智能化、一体化。机床作为制造业工厂的基本生产工具，是重要昂贵的生产成本，机床使用的加工刀头，则是生产加工过程中保证产品质量的消耗品，在实际生产过程中，必须保证刀头处于正常状态。但是刀具由于自身生产环境和所处的加工环境等条件的不同，其实际使用寿命会在一定范围内波动，更换新刀具的时机就很难把握。若刀具出现老化或者断刀的磨损情况却未更换，继续进行加工，这不但会损毁加工原材料，严重的甚至会导致机床的损坏；若在刀具还能继续使用时提前更换刀具，这会降低对刀具的利用程度，无形之中增加了成本。在刀具不能继续使用前尽量使用并及时更换不能继续使用的刀具，这种方法能够降低刀具成本、延长机床使用寿命、节省原材料。这对制造企业降低制造成本，提高竞争力显得尤为重要。

目前工厂大多采用计数法或间断监测法来实现对刀具的健康情况评估，更换刀具的策略主要有两种，一种是由工厂统一制定刀具使用时间的一刀切方法，记录刀具使用时间并在达到使用时间上限后更换刀具，而不管刀具是否还能使用，这种方法实行简单且方便，但是对刀具和原材料消耗比较大，若被更换的刀具还能继续使用，则浪费了刀具的潜在价值，提高了生产成本，若被更换的刀具早已经磨损到不能继续使用了，那么该刀具之前加工的一些产品将达不到实际生产要求的精度，不但浪费了原材料，还可能损坏机床，提高了生产成本。另一种方法是在前一种方法上，搭配经验丰富的工人，对于经验丰富的工人，他们可以通过刀具加工的声音来判断刀具是否已经不能再使用，对于磨损严重的刀具，能够及时分辨并更换，但是这种方法不能判断刀具的剩余使用时间，而且对于工厂的工人，由于存在主观判断因素，不可能完全判断正确，消耗的人力也相对大一些。

发明内容

本发明提供了一种刀具健康状况在线监测方法、刀具健康状况在线监测装置及刀具健康状况在线监测系统，解决相关技术中存在的无法实现对刀具的健康状况进行有效监测的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种刀具健康状况在线监测方法，其中，包括：

获取机床主轴的实时控制信号，其中所述机床主轴的实时控制信号包括与机床主轴的控制电流信号对应的电压信号；

对所述机床主轴的实时控制信号进行处理，并得到设置在机床主轴上的当前刀具的健康状况；

输出机床主轴上的当前刀具的健康状况。

进一步地，所述对所述机床主轴的实时控制信号进行处理，并得到设置在机床主轴上的当前刀具的健康状况，包括：

根据刀具磨损识别算法对所述机床主轴的实时控制信号进行计算分析，得到刀具的磨损状况；

根据所述刀具的磨损状况判断是否发出换刀信号。

进一步地，所述对所述机床主轴的实时控制信号进行处理，并得到设置在机床主轴上的当前刀具的健康状况，包括：

对所述机床主轴的实时控制信号进行预处理；

接收根据刀具磨损算法处理后得到的刀具的磨损状况，其中所述刀具磨损算法用于根据预处理后的机床主轴的实时控制信号进行计算分析，得到刀具的磨损状况；