CN108897281A - 一种刀具监控***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刀具监控***及方法，其中一种刀具监控***，包括扭力传感器和处理器单元，处理器单元包括接收模块、对比模块和输出模块；扭力传感器安装于刀具的主轴上；通过扭力传感器采集主轴上的实时扭力值，并发送给处理器单元；处理器单元的接收模块接收扭力传感器传输过来的实时扭力值并传送给对比模块，对比模块将实时扭力值与预设的扭力阀值进行比较，从而得到当前刀具的状态，并通过输出模块将当前刀具的状态进行输出。其有益效果是，刀具的状态与刀具的扭力具有一定的对应关系。通过设置扭力传感器来采集相应刀轴的扭力值，进行相应的对比后，就可以对应上相应刀具的状态，最终可以通过输出模块进行输出，通常的输出模块可以选用液晶显示屏即可。
Description
技术领域
本发明涉及刀具监控领域，尤其涉及一种刀具监控***及方法。
背景技术
在数控机床当中，刀具是直接的加工工具，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。
当刀具磨损到一定程度的时候，就需要更换刀具。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，对刀具的检查，更多是通过人工观察的方式，或者是对加工出来的零件的尺寸和表面质量检查实现的。
人工观察的方式，就要求操作人员必须坚守在机床旁边，导致用工成本大幅上升。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
本发明的目的是提供一种刀具监控***，可以解决上述现有技术问题中的一个或多个。
根据本发明的一个方面，提供了一种刀具监控***，包括扭力传感器和处理器单元，处理器单元包括接收模块、对比模块和输出模块；
扭力传感器安装于刀具的主轴上；
通过扭力传感器采集主轴上的实时扭力值，并发送给处理器单元；
处理器单元的接收模块接收扭力传感器传输过来的实时扭力值并传送给对比模块，对比模块将实时扭力值与预设的扭力阀值进行比较，从而得到当前刀具的状态，并通过输出模块将当前刀具的状态进行输出。
其有益效果是，因为实时的查看刀具的状态，需要大量的人力，而且有时，因为安装位置的限制，通过人眼也无法较好的查看到刀具的状态。但是刀具的状态与刀具的扭力具有一定的对应关系。当刀具磨损的越来越严重，或者刀具直接损坏的时候，刀具在切削的时候受到的阻力就越来越大，刀具受到的阻力越大，则刀具主轴上的扭力值越大。通过设置扭力传感器来采集相应刀轴的扭力值，进行相应的对比后，就可以对应上相应刀具的状态，最终可以通过输出模块进行输出，通常的输出模块可以选用液晶显示屏即可。
其中，本发明的扭力传感器是设置于刀轴上的，而不是设置于刀具上的，有其特殊考量，由于刀具本身易于损坏，而且需要不时的进行更换，所以为了保护扭力传感器不损坏，同时避免更换的麻烦。
在一些实施方式中，扭力阀值包括第一阀值；
若实时扭力值大于或等于第一阀值时，则认定当前刀具严重磨损，并启动报警程序；
若实时扭力值小于第一阀值时，则认定当前刀具正常，继续工作。
其有益效果是，通过设置一个第一阀值，从而可以区分出刀具的正常和严重磨损，从而可以方便的让车间管理人员知道相应的刀具的当前状态。
在一些实施方式中，扭力阀值包括第二阀值；
若实时扭力值大于或等于第二阀值时，则认定当前刀具损坏，并启动停机程序；
若实时扭力值小于第二阀值时，则继续工作。
其有益效果是，通过设置一个第二阀值，从而可以区分出刀具的损坏和仍可继续工作状态，从而可以方便的让车间管理人员知道相应的刀具的当前状态。
在一些实施方式中，还包括警报灯，当实时扭力值大于或等于第一阀值时，处理器单元向警报灯传输报警指令，警报灯开始闪烁报警。
其有益效果是，设置警报灯后，警报灯可以设置成多种颜色，将不同的颜色对应成不同的刀具状态。例如蓝色是正常工作状态，黄色是严重磨损状态，红色则是刀具损坏状态。通过不同颜色来提示，从而方便管理人员及时得知，相应的也可以用尽可能少的管理人员管理尽可能多的机器。
在一些实施方式中，处理器单元当中还存储有刀具状态对应列表，刀具状态对应列表包括刀具型号、第一阀值和第二阀值，每个刀具型号，对应一个第一阀值和一个第二阀值。
其有益效果是，通过设置刀具状态对应列表后，如果设备上更换了新的刀具后，可以直接在刀具状态对应列表上选择相应的刀具型号即可，这样就可以选择相应型号刀具所对应的相应的第一阀值和第二阀值，操作更加的方便，不需要不断的重复设置第一阀值和第二阀值，只需要在刀具状态列表上设置好即可，后期更换刀具时，只需要进行相应的选择。
在一些实施方式中，处理器单元内还包括修改模块，修改模块设置成用于对第一阀值和第二阀值进行修改。
其有益效果是，针对不同的产品，对于刀具的切割精度可能有不同的要求，这时，可以通过修改第一阀值和第二阀值来调整刀具状态提示的不同时间，对于切割精度要求较高的产品，可以将第一阀值和第二阀值设置的更高一些，对于切割精度要求较低的产品，可以将第一阀值和第二阀值设置的更低一些。
一种刀具监控方法，其特征在于，包括如下步骤：。
在刀具的主轴上安装扭力传感器；
通过扭力传感器采集主轴上的实时扭力值，并发送给处理器单元；
处理器单元的接收模块接收扭力传感器传输过来的实时扭力值并传送给对比模块，对比模块将实时扭力值与预设的扭力阀值进行比较，从而得到当前刀具的状态，并通过输出模块将当前刀具的状态进行输出。
其有益效果是，因为实时的查看刀具的状态，需要大量的人力，而且有时，因为安装位置的限制，通过人眼也无法较好的查看到刀具的状态。但是刀具的状态与刀具的扭力具有一定的对应关系。当刀具磨损的越来越严重，或者刀具直接损坏的时候，刀具在切削的时候受到的阻力就越来越大，刀具受到的阻力越大，则刀具主轴上的扭力值越大。通过扭力传感器来采集相应刀轴的扭力值，进行相应的对比后，就可以对应上相应刀具的状态，最终可以通过输出模块进行输出，通常的输出模块可以选用液晶显示屏即可。
在一些实施方式中，扭力阀值包括第一阀值；
若实时扭力值大于或等于第一阀值时，则认定当前刀具严重磨损，并启动报警程序；
若实时扭力值小于第一阀值时，则认定当前刀具正常，继续工作。
在一些实施方式中，扭力阀值包括第二阀值；
若实时扭力值大于或等于第二阀值时，则认定当前刀具损坏，并启动停机程序；
若实时扭力值小于第二阀值时，则继续工作。
其有益效果是，通过设置一个第一阀值和第二阀值，从而可以区分出刀具的损坏、严重磨损和仍可继续工作状态，从而可以方便的让车间管理人员知道相应的刀具的当前状态。
在一些实施方式中，还设置有刀具状态对应列表，刀具状态对应列表包括刀具型号、第一阀值和第二阀值，每个刀具型号，对应一个第一阀值和一个第二阀值，同时设置相应的修改模块，将修改模块设置成用于对第一阀值和第二阀值进行修改。
其有益效果是，通过设置刀具状态对应列表后，如果设备上更换了新的刀具后，可以直接在刀具状态对应列表上选择相应的刀具型号即可，这样就可以选择相应型号刀具所对应的相应的第一阀值和第二阀值，操作更加的方便，不需要不断的重复设置第一阀值和第二阀值，只需要在刀具状态列表上设置好即可，后期更换刀具时，只需要进行相应的选择。同时，针对不同的产品，对于刀具的切割精度可能有不同的要求，这时，可以通过修改第一阀值和第二阀值来调整刀具状态提示的不同时间，对于切割精度要求较高的产品，可以将第一阀值和第二阀值设置的更高一些，对于切割精度要求较低的产品，可以将第一阀值和第二阀值设置的更低一些。
附图说明
图1为本发明一实施方式的一种刀具监控***的结构原理示意图；
图2为本发明一实施方式的一种刀具监控方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1至图2示意性地显示了本发明。如图1所示一种实施方式的一种刀具监控***，包括扭力传感器1和处理器单元2，处理器单元2包括接收模块3、对比模块4和输出模块5；
扭力传感器1安装于刀具的主轴6上；
通过扭力传感器1采集主轴6上的实时扭力值，并发送给处理器单元2；
处理器单元2的接收模块3接收扭力传感器1传输过来的实时扭力值并传送给对比模块4，对比模块4将实时扭力值与预设的扭力阀值进行比较，从而得到当前刀具的状态，并通过输出模块5将当前刀具的状态进行输出。
因为实时的查看刀具的状态，需要大量的人力，而且有时因为安装位置的限制，通过人眼也无法较好的查看到刀具的状态。但是刀具的状态与刀具的扭力具有一定的对应关系。当刀具磨损的越来越严重，或者刀具直接损坏的时候，刀具在切削的时候受到的阻力就越来越大，刀具受到的阻力越大，则刀具主轴6上的扭力值越大。通过设置扭力传感器1来采集相应刀轴的扭力值，进行相应的对比后，就可以对应上相应刀具的状态，最终可以通过输出模块5进行输出，通常的输出模块5可以选用液晶显示屏即可。
其中，本发明的扭力传感器1是设置于刀轴上的，而不是设置于刀具上的，有其特殊考量，由于刀具本身易于损坏，而且需要不时的进行更换，所以为了保护扭力传感器1不损坏，同时避免更换的麻烦。
其中，扭力阀值包括第一阀值；
若实时扭力值大于或等于第一阀值时，则认定当前刀具严重磨损，并启动报警程序；
若实时扭力值小于第一阀值时，则认定当前刀具正常，继续工作。
通过设置一个第一阀值，从而可以区分出刀具的正常和严重磨损，从而可以方便的让车间管理人员知道相应的刀具的当前状态。
同时，扭力阀值还可以包括第二阀值；
若实时扭力值大于或等于第二阀值时，则认定当前刀具损坏，并启动停机程序；
若实时扭力值小于第二阀值时，则继续工作。
通过设置一个第二阀值，从而可以区分出刀具的损坏和仍可继续工作状态，从而可以方便的让车间管理人员知道相应的刀具的当前状态。
同时本***当中，还包括警报灯7，当实时扭力值大于或等于第一阀值时，处理器单元2向警报灯7传输报警指令，警报灯7开始闪烁报警。
设置警报灯7后，警报灯7可以设置成多种颜色，将不同的颜色对应成不同的刀具状态。例如蓝色是正常工作状态，黄色是严重磨损状态，红色则是刀具损坏状态。通过不同颜色来提示，从而方便管理人员及时得知，相应的也可以用尽可能少的管理人员管理尽可能多的机器。
在处理器单元2当中还存储有刀具状态对应列表8，刀具状态对应列表8包括刀具型号、第一阀值和第二阀值，每个刀具型号，对应一个第一阀值和一个第二阀值。
通过设置刀具状态对应列表8后，如果设备上更换了新的刀具后，可以直接在刀具状态对应列表8上选择相应的刀具型号即可，这样就可以选择相应型号刀具所对应的相应的第一阀值和第二阀值，操作更加的方便，不需要不断的重复设置第一阀值和第二阀值，只需要在刀具状态列表上设置好即可，后期更换刀具时，只需要进行相应的选择。
本发明的处理器单元2内还包括修改模块9，修改模块9设置成用于对第一阀值和第二阀值进行修改。
其有益效果是，针对不同的产品，对于刀具的切割精度可能有不同的要求，这时，可以通过修改第一阀值和第二阀值来调整刀具状态提示的不同时间，对于切割精度要求较高的产品，可以将第一阀值和第二阀值设置的更高一些，对于切割精度要求较低的产品，可以将第一阀值和第二阀值设置的更低一些。
如图2所示，公开了本发明的一种刀具监控方法，其包括如下步骤：。
步骤S1：在刀具的主轴6上安装扭力传感器1；
步骤S2：通过扭力传感器1采集主轴6上的实时扭力值，并发送给处理器单元2；
步骤S3：处理器单元2的接收模块3接收扭力传感器1传输过来的实时扭力值并传送给对比模块4，对比模块4将实时扭力值与预设的扭力阀值进行比较，从而得到当前刀具的状态，并通过输出模块5将当前刀具的状态进行输出。
其有益效果是，因为实时的查看刀具的状态，需要大量的人力，而且有时，因为安装位置的限制，通过人眼也无法较好的查看到刀具的状态。但是刀具的状态与刀具的扭力具有一定的对应关系。当刀具磨损的越来越严重，或者刀具直接损坏的时候，刀具在切削的时候受到的阻力就越来越大，刀具受到的阻力越大，则刀具主轴6上的扭力值越大。通过扭力传感器1来采集相应刀轴的扭力值，进行相应的对比后，就可以对应上相应刀具的状态，最终可以通过输出模块5进行输出，通常的输出模块5可以选用液晶显示屏即可。
其中，扭力阀值包括第一阀值；
若实时扭力值大于或等于第一阀值时，则认定当前刀具严重磨损，并启动报警程序；
若实时扭力值小于第一阀值时，则认定当前刀具正常，继续工作。
其中，扭力阀值包括第二阀值；
若实时扭力值大于或等于第二阀值时，则认定当前刀具损坏，并启动停机程序；
若实时扭力值小于第二阀值时，则继续工作。
通过设置一个第一阀值和第二阀值，从而可以区分出刀具的损坏、严重磨损和仍可继续工作状态，从而可以方便的让车间管理人员知道相应的刀具的当前状态。
本发明当中，还可以设置刀具状态对应列表8，刀具状态对应列表8包括刀具型号、第一阀值和第二阀值，每个刀具型号，对应一个第一阀值和一个第二阀值，同时设置相应的修改模块9，将修改模块9设置成用于对第一阀值和第二阀值进行修改。
通过设置刀具状态对应列表8后，如果设备上更换了新的刀具后，可以直接在刀具状态对应列表8上选择相应的刀具型号即可，这样就可以选择相应型号刀具所对应的相应的第一阀值和第二阀值，操作更加的方便，不需要不断的重复设置第一阀值和第二阀值，只需要在刀具状态列表上设置好即可，后期更换刀具时，只需要进行相应的选择。同时，针对不同的产品，对于刀具的切割精度可能有不同的要求，这时，可以通过修改第一阀值和第二阀值来调整刀具状态提示的不同时间，对于切割精度要求较高的产品，可以将第一阀值和第二阀值设置的更高一些，对于切割精度要求较低的产品，可以将第一阀值和第二阀值设置的更低一些。
以上的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种刀具监控***，其特征在于，包括扭力传感器(1)和处理器单元(2)，所述处理器单元(2)包括接收模块(3)、对比模块(4)和输出模块(5)；
所述扭力传感器(1)安装于刀具的主轴(6)上；
通过扭力传感器(1)采集主轴(6)上的实时扭力值，并发送给处理器单元(2)；
所述处理器单元(2)的接收模块(3)接收所述扭力传感器(1)传输过来的实时扭力值并传送给对比模块(4)，所述对比模块(4)将实时扭力值与预设的扭力阀值进行比较，从而得到当前刀具的状态，并通过输出模块(5)将当前刀具的状态进行输出。
2.根据权利要求1所述的一种刀具监控***，其特征在于，所述扭力阀值包括第一阀值；
若实时扭力值大于或等于所述第一阀值时，则认定当前刀具严重磨损，并启动报警程序；
若实时扭力值小于所述第一阀值时，则认定当前刀具正常，继续工作。
3.根据权利要求1所述的一种刀具监控***，其特征在于，所述扭力阀值包括第二阀值；
若实时扭力值大于或等于所述第二阀值时，则认定当前刀具损坏，并启动停机程序；
若实时扭力值小于所述第二阀值时，则继续工作。
4.根据权利要求2所述的一种刀具监控***，其特征在于，还包括警报灯(7)，当实时扭力值大于或等于所述第一阀值时，所述处理器单元(2)向所述警报灯(7)传输报警指令，所述警报灯(7)开始闪烁报警。
5.根据权利要求1所述的一种刀具监控***，其特征在于，所述处理器单元(2)当中还存储有刀具状态对应列表(8)，所述刀具状态对应列表(8)包括刀具型号、第一阀值和第二阀值，每个刀具型号，对应一个第一阀值和一个第二阀值。
6.根据权利要求5所述的一种刀具监控***，其特征在于，所述处理器单元(2)内还包括修改模块(9)，所述修改模块(9)设置成用于对所述第一阀值和所述第二阀值进行修改。
7.一种刀具监控方法，其特征在于，包括如下步骤：。
步骤S1：在刀具的主轴(6)上安装扭力传感器(1)；
步骤S2：通过扭力传感器(1)采集主轴(6)上的实时扭力值，并发送给处理器单元(2)；
步骤S3：处理器单元(2)的接收模块(3)接收所述扭力传感器(1)传输过来的实时扭力值并传送给对比模块(4)，对比模块(4)将实时扭力值与预设的扭力阀值进行比较，从而得到当前刀具的状态，并通过输出模块(5)将当前刀具的状态进行输出。
8.根据权利要求1所述的一种刀具监控方法，其特征在于，所述扭力阀值包括第一阀值；
若实时扭力值大于或等于所述第一阀值时，则认定当前刀具严重磨损，并启动报警程序；
若实时扭力值小于所述第一阀值时，则认定当前刀具正常，继续工作。
9.根据权利要求4所述的一种刀具监控方法，其特征在于，所述扭力阀值包括第二阀值；
若实时扭力值大于或等于所述第二阀值时，则认定当前刀具损坏，并启动停机程序；
若实时扭力值小于所述第二阀值时，则继续工作。
10.根据权利要求1所述的一种刀具监控方法，其特征在于，还设置有刀具状态对应列表(8)，所述刀具状态对应列表(8)包括刀具型号、第一阀值和第二阀值，每个刀具型号，对应一个第一阀值和一个第二阀值，同时设置相应的修改模块(9)，将修改模块(9)设置成用于对所述第一阀值和所述第二阀值进行修改。
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