CN108856752A - 一种带切削力传感器的智能车刀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带切削力传感器的智能车刀,包括车刀,其特征在于:所述车刀包括开有刀片槽(3)和方环槽(7)的刀体(1),刀片(2)装于刀片槽(3)内,螺钉(4)将刀片(2)锁紧在刀体(1)上,传感器芯片(5)装配于方环槽(7)内;所述刀体(1)上的方环槽(7)分为上刀面芯片槽(71)、下刀面芯片槽(72)、前刀面芯片槽(73)和后刀面芯片槽(74),并分别粘贴有敏感电阻R1、R2、R3和R4。本发明将刀具的切削功能,和测量***的测量功能集成为一体,使刀具在进行切削加工的同时,可以实时监测数据,通过反馈***,实时调整切削参数,使机床工作在最佳状态,实现智能制造。
Description
技术领域
本发明属于智能制造的测量加工技术领域,具体涉及一种集加工和测量于一体的智能车刀。
背景技术
在机械加工行业,车刀是应用最普遍的刀具。车削过程中,车削力是反映车削过程的重要指标,车削力的大小与刀具磨损、加工精度、车削温度、功率消耗等有着密切的关系。通常这些变化,只能凭借操作者的经验,根据观察来判断,所以人为因素、情绪因素的影响很大,没有量的概念。如要获得切削力数据,需要采用专用的测量***,进行专门测量。
发明内容
为了克服传统加工中,只能凭借操作者的经验、观察来判断,以及专用的测量***使用不方便的问题,本发明提供了一种带切削力传感器的智能车刀。该车刀是将刀具的切削功能,和测量***的测量功能集成为一体,该刀具在进行切削加工的同时,可以将加工状态实时展现在屏幕上。更可以根据监测数据,通过反馈***,实时调整切削参数,使机床工作在最佳状态,实现智能制造。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下:
一种带切削力传感器的智能车刀,包括车刀,其特征在于:所述车刀包括开有刀片槽(3)和方环槽(7)的刀体(1),刀片(2)装于刀片槽(3)内,螺钉(4)将刀片(2)锁紧在刀体(1)上,传感器芯片(5)装配于方环槽(7)内。
进一步地,所述刀体(1)上的方环槽(7),分为上刀面芯片槽(71)、下刀面芯片槽(72)、前刀面芯片槽(73)、后刀面芯片槽(74),并分别粘贴有敏感电阻(即切削力传感器)R1、R2、R3、R4。
进一步地,所述敏感电阻R1、R2配上电阻R0,及引线即组成惠斯顿电桥,用于主切削力Fc的监测;同样所述敏感电阻R3、R4配上电阻R0及引线,组成第二惠斯顿电桥,用于进给切削力Fc的监测。
进一步地,所述刀体上具有盖板(6),将传感器芯片(5)封于内部,以防水防尘;外观尺寸形状与通用车刀完全一致。
进一步地,所述上刀面芯片槽(71)、下刀面芯片槽(72)、前刀面芯片槽(73)和后刀面芯片槽(74)上分别设有孔(8)。
进一步地,所述刀体内开设有贯通的中心孔(9),各芯片槽内的引线穿过孔(8),汇于中心孔(9),统一输出于刀体外,并与数据采集及后处理***(10)链接。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细的描述,以使得本发明的上述优点更加明确。其中,
图1是本发明中带切削力传感器的智能车刀基本结构示意图;
图2是本发明中带切削力传感器的智能车刀俯视图示意图;
图3是本发明中带切削力传感器的智能车刀外观示意图;
图4是本发明中芯片分布示意图;
图5是本发明中惠斯顿电桥示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
具体来说,本发明公开了一种带切削力传感器的智能车刀,包括车刀,其特征在于:所述车刀包括开有刀片槽(3)和方环槽(7)的刀体(1),刀片(2)装于刀片槽(3)内,螺钉(4)将刀片(2)锁紧在刀体(1)上。所述刀体(1)上的方环槽(7),分为上刀面芯片槽(71)、下刀面芯片槽(72)、前刀面芯片槽(73)、后刀面芯片槽(74),并分别粘贴有敏感电阻(即切削力传感器)R1、R2、R3、R4。所述R1、R2配上电阻R0及引线,即组成第一惠斯顿电桥,用于主切削力Fc的监测;同样R3、R4配上电阻R0及引线即组成第二惠斯顿电桥,用于进给切削力Fc的监测。
所述上刀面芯片槽(71)、下刀面芯片槽(72)、前刀面芯片槽(73)和后刀面芯片槽(74)上分别设有孔(8)。所述刀体内开设有贯通的中心孔(9),各芯片槽内的引线穿过孔(8),汇于中心孔(9),统一输出于刀体外,并与数据采集及后处理***(10)链接。
所述刀体上具有盖板(6),所述盖板(6)将传感器芯片(5)封于内部,以防水防尘。
本车刀外观尺寸形状与通用车刀完全一致。
本发明的工作原理:
刀具工作时,刀具与工件之间会产生如图1所示的切削力F,通常将该切削力F划分为互相垂直的三个切削力分量,即主切削力Fc、进给切削力Ff和吃刀抗力Fp。
如图1所示,主切削力Fc,使上刀面芯片槽的敏感电阻R1,处于受拉应力状态,而下刀面芯片槽的敏感电阻R2,处于受压应力状态,见图5中(a),R1、R2的变形,促使检流计G,有信号输出,经过数据采集及后处理***(10),就可以看到主切削力Fc的变化状态。
同样道理,如图1所示,进给切削力Ff,使前刀面芯片槽的敏感电阻R3,处于受拉应力状态,而后刀面芯片槽的敏感电阻R4,处于受压应力状态,见图5中(b),R3、R4的变形,促使检流计G,有信号输出,经过数据采集及后处理***(10),就可以看到进给切削力Ff的变化状态。
这里,吃刀抗力Fp暂时不进行监测。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种带切削力传感器的智能车刀,包括车刀,其特征在于:所述车刀包括开有刀片槽(3)和方环槽(7)的刀体(1),刀片(2)装于刀片槽(3)内,螺钉(4)将刀片(2)锁紧在刀体(1)上,传感器芯片(5)装配于方环槽(7)内;所述刀体(1)上的方环槽(7)分为上刀面芯片槽(71)、下刀面芯片槽(72)、前刀面芯片槽(73)和后刀面芯片槽(74),并分别粘贴有敏感电阻R1、R2、R3和R4。
2.根据权利要求1所述的带切削力传感器的智能车刀,其特征在于:所述敏感电阻R1、R2配上电阻R0及第一引线组,组成第一惠斯顿电桥,;所述敏感电阻R3、R4配上电阻R0及第二引线组,成第二惠斯顿电桥。
3.根据权利要求1或2所述的带切削力传感器的智能车刀,其特征在于:所述车刀上具有盖板(6),所述盖板(6)将传感器芯片(5)封于刀体内部。
4.根据权利要求1或2所述的带切削力传感器的智能车刀,其特征在于:所述上刀面芯片槽(71)、下刀面芯片槽(72)、前刀面芯片槽(73)和后刀面芯片槽(74)上分别设有孔(8)。
5.根据权利要求4所述的带切削力传感器的智能车刀,其特征在于:所述刀体内开设有贯通的中心孔(9),各芯片槽内的引线穿过孔(8),汇于中心孔(9),统一输出于刀体外,并与数据采集及后处理***(10)链接。
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