[实用新型]一种刀具磨损状态监测装置

说明书

本实用新型公开了一种刀具磨损状态监测装置，包括音频传感器、音频放大器、振动传感器、数据采集卡和计算机，所述音频传感器和所述音频放大器通过双面胶贴附在机床的主轴之上，并与主轴平行，所述音频传感器无螺纹的一端指向刀具，所述音频传感器有螺纹的一端和所述音频放大器有螺纹的一端通过螺纹连接，所述音频放大器无螺纹的一端通过BNC连接线一连接到所述数据采集卡，所述振动传感器有螺纹的一端通过磁力座安装在机床的加工平台上，所述振动传感器无螺纹的一端通过BNC连接线二、BNC连接线三和BNC连接线四连接到所述数据采集卡，所述数据采集卡通过USB接口连接到所述计算机。本实用新型能够实时、准确地监测刀具磨损状态。

技术领域

本实用新型属于机械加工刀具及监测领域，具体地说，涉及一种刀具磨损状态监测装置。

背景技术

刀具磨损是指在铣削加工过程中刀具与工件相互作用而产生的结果，是影响加工过程的主要因素之一。在复杂的切削加工过程中，刀具需要时刻与工件接触，时常经受着剧烈摩擦并伴随着高温和高压，刀具磨损不严重时，会影响到加工工件的质量，刀具磨损严重时，则会影响到整个机床的工作，甚至导致安全问题。目前的机床刀具没有智能化的监控配套装置，人们只能通过暂停机床工作，取出刀具来判断刀具的磨损状态，这样就大大降低了机床的工作效率，无法让刀具得到充分的利用。

中国专利公开号208342380U，公开日为2019年1月8日，发明创造的名称为刀具磨损在线检测装置，该申请案公开了一种采用摄像头来直接拍摄出刀具的磨损状态图，从而来判断刀具的磨损状态。其不足之处在于刀具在实时加工过程中难以被时刻拍摄，只有在刀具停止工作时才能进行拍摄判断，从而大大降低了机床的工作效率，且安装较为繁琐，不适用于日常的加工生产。

有鉴于此，特提出本实用新型。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种刀具磨损状态监测装置。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种刀具磨损状态监测装置，包括音频传感器501、音频放大器502、振动传感器6、数据采集卡7和计算机8，所述音频传感器501和所述音频放大器502通过双面胶贴附在机床1的主轴3之上，并与主轴3平行，所述音频传感器501无螺纹的一端朝向刀具所在方向，所述音频传感器501有螺纹的一端和所述音频放大器502有螺纹的一端通过螺纹连接，所述音频放大器502无螺纹的一端通过BNC连接线一连接到所述数据采集卡7的BNC接口一701，所述振动传感器6有螺纹的一端通过磁力座安装在机床1的加工平台2上，所述振动传感器6无螺纹的一端通过BNC连接线二、BNC连接线三和BNC连接线四连接到所述数据采集卡7，所述BNC连接线二连接到所述数据采集卡7的BNC接口二702，所述BNC连接线三连接到所述数据采集卡7的BNC接口三703，所述BNC连接线四连接到所述数据采集卡7的BNC接口四704，所述数据采集卡7通过USB接口705连接到所述计算机8。

所述音频传感器501采样频率范围是40kHz-50kHz，所述振动传感器6采样频率范围是40kHz-50kHz。

实现刀具磨损状态监测的方法，包括如下步骤：

（1）将所述音频传感器501的采样频率f₁设置为40kHz-50kHz，将所述振动传感器6的采样频率f₂设置为40kHz-50kHz；

（2）通过铣削加工实验，将所述音频传感器501和所述振动传感器6采集到的不同磨损状态下刀具加工中的音频数据和振动数据通过所述数据采集卡7保存到所述计算机8中，得到音频初始信号和振动初始信号；

（3）将采集到的音频初始信号通过带通滤波，去除音频初始信号中的噪声，得到去完整音频信号；