CN111009103A - 一种在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***及方法。该在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警方法，其特征在于，步骤一，采用磁性材料制成刀头；步骤二，将步骤一得到的磁性刀头安装在刀鼓上；步骤三，在刀鼓的外部设置一罩壳，并在罩壳上设置磁感应式接近开关，并获取磁场变化情况；步骤四，根据磁场变化情况，判断是否存在刀头断裂情况，步骤五，当判断为存在刀头断裂时，进行报警提醒。本发明的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***使得用户可以第一时间知晓刀头损坏情况，及时进行更换。

Description

一种在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***及方法
技术领域
本发明涉及机械领域，特别涉及一种在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***及方法。
背景技术
刀鼓是铣刨设备、破碎设备、切削设备等重型机械中重要部件，通过刀鼓来实现铣刨、破碎、切削工作。在工作时，可能会出现刀头断裂的情况，此时需要对其及时进行更换。然而目前处理方式为：在机械设备工作结束后，依靠人工观察刀头断裂损坏情况。这种方式并不能在工作中发现刀头断裂情况，而如果未能在第一时间发现刀头断裂，将会给后续工作造成严重的不利影响。而且这种方式需要对刀鼓上的刀头一一查看，这种人工检修方式费时又费力。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***及方法。
本发明提供一种在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警方法，其特征在于，包括：步骤一，采用磁性材料制成刀头；步骤二，将步骤一得到的磁性刀头安装在刀鼓上；步骤三，在刀鼓的外部设置一罩壳，并在罩壳上设置磁感应式接近开关，并获取磁场变化情况；步骤四，根据磁场变化情况，判断是否存在刀头断裂情况，步骤五，当判断为存在刀头断裂时，进行报警提醒。
本发明还提供一种在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***中，其特征在于：刀鼓装置，包括转筒、沿轴向固定在转筒外周的多个刀头安装盘、以及安装刀头安装盘上的多个磁性刀头；罩壳，设置在刀鼓装置的外侧；多个磁感应式接近开关，沿转筒的轴向方向固定排布在罩壳上，并且磁感应式接近开关与刀头安装盘一一对应分布，磁感应式接近开关用于感应对应的刀头安装盘上的磁性刀头接近的情况并输出相应的磁感应信号；存储器，存储有磁感应式接近开关与刀头安装盘的对应关系；信号转换模块，与磁感应式接近开关连接，包含模数转换器以及集线器，用于将磁感应信号进行模数转换及再生整形放大；中央处理模块，连接存储器以及信号转换模块，用于分析处理经转换后的信号，并根据磁感应式接近开关与刀头安装盘的对应关系生成相应的报警信号和显示信号；显示器与中央处理模块数据连接，根据中央处理模块输出的显示信号显示刀头断裂情况；报警器，与中央处理模块数据连接，根据中央处理模块输出的报警信号对刀头断裂情况进行报警提醒。
在本发明提供的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***中，还具有这样的特征：其中，每个刀头安装盘上安装的多个刀头是按照周向等距离分布，磁感应式接近开关输出的磁感应信号呈现为脉冲信号。
在本发明提供的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***中，还具有这样的特征：其中，当预定时间内同一磁感应式接近开关输出的脉冲信号个数发生变化时，则判断为与该磁感应式接近开关对应的刀头安装盘上存在刀头断裂情况，中央处理模块根据磁感应式接近开关与刀头安装盘的对应关系生成相应的报警信号和显示信号。
在本发明提供的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***中，还具有这样的特征：其中，报警器与中央处理模块的数据连接形式为通过信号传输线连接或无线连接；显示器与中央处理模块的数据连接形式为通过信号传输线连接或无线连接。
在本发明提供的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***中，还具有这样的特征：其中，磁性刀头由铁磁材料或永磁材料制成。
在本发明提供的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***中，还具有这样的特征：其中，磁性刀头呈子弹头形状。
在本发明提供的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***中，还具有这样的特征：其中，每个磁感应式接近开关与罩壳所成构成的夹角的角度相等。
在本发明提供的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***中，还具有这样的特征：其中，当磁性刀头旋转至最接近相应的磁感应式接近开关的位置时，磁性刀头与罩壳的内表面的最近距离为1mm～20mm，该最近距离大于磁感应式接近开关暴露在罩壳的内部的暴露部分的长度。
本发明的作用与效果：
本发明的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***中，当刀头安装盘上出现刀头断裂情况时，相应的磁感应式接近开关输出的脉冲信号个数将会发生变化，通过中央处理模块分析处理，根据磁感应式接近开关与刀头安装盘的对应关系生产相应的报警信号和显示信号，经由报警器对刀头断裂情况进行提醒，经由显示器显示刀头断裂情况，从而使得用户可以第一时间知晓有刀头损坏，并且由于磁感应式接近开关与刀头安装盘呈对应关系，所以可以快速定位到具体是哪个刀头安装盘上存在刀头断裂情况，从而避免了需要人工一个一个刀头安装盘、一个一个刀头一一观察的费时费力情况，采用本发明的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***，快速定位到受损刀头安装盘时，再人工通过查看刀头安装盘上的为数不多的几个刀头，这样更为省事省力，方便第一时间对损坏刀头进行更换。
附图说明
图1是本发明的实施例中在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***的框图；
图2是本发明的实施例中刀鼓装置、罩壳、磁感应式接近开关的安装示意图(一)；
图3是本发明的实施例中刀鼓装置、罩壳、磁感应式接近开关的安装示意图(二)；
图4是本发明的实施例中磁性刀头的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***及方法作具体阐述。
<实施例>
本实施例中提供一种在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警方法，按照如下步骤进行。
步骤一，采用磁性材料制成刀头；
步骤二，将步骤一得到的磁性刀头安装在刀鼓上；
步骤三，在刀鼓的外部设置一罩壳，并在罩壳上设置磁感应式接近开关，并获取磁场变化情况。
步骤四，根据磁场变化情况，判断是否存在刀头断裂情况。这是因为当磁性刀头接近磁感应式接近开关时，将改变磁感应式接近开关产生的磁场，而磁感应式接近开关发生磁场变化情况时，将产生变化的磁感应信号，通过获取磁感应式接近开关的输出的磁感应信号的变化情况，便可以获知磁性刀头接近磁感应式接近开关的情况。
步骤五，当判断为存在刀头断裂时，进行报警提醒。
本实施例中还提供一种在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***100，实现上述监测报警方法。
如图1～3所示，在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***100包括：刀鼓装置、罩壳4、磁感应式接近开关5、信号转换模块6、中央处理模块7、存储器8、显示器9、报警器10。
刀鼓装置包括转筒1，转筒1在动力***的驱动下转动，转筒1的外周沿轴向固定m个刀头安装盘2，每个安装刀盘2上安装固定有n个磁性刀头。在每个刀头安装盘2上安装的n个刀头是按照周向等距离分布的。磁性刀头5可以采用如铁、钴、镊等需要施加外部磁场才会产生磁性的铁磁材料，或者采用自身就带有磁性的永磁材料制成。当采用上述的铁磁材料或永磁材料制成的磁性刀头5接近磁感应式接近开关5时，使得磁感应式接近开关5产生的磁场发生变化，表现为磁感应式接近开关5输出的磁感应信号发生变化。优选地，磁性刀头5采用如铁、钴、镊等任意一种铁磁材料制成。并且磁性刀头5设置为如图4所示的子弹头形状。
罩壳4设置在刀鼓装置的外侧，罩壳4采用钢材质制成。m个磁感应式接近开关5固定在罩壳4上，沿转筒1的轴向方向排布，并且m个磁感应式接近开关5与m个刀头安装盘2位置一一对应。如图2所示，磁感应式接近开关5埋设在罩壳4上，并且磁感应式接近开关5的感应端贯穿罩壳的内表面暴露在罩壳4的内部，以便更好地感应到是否有磁性刀头5接近。每个磁感应式接近开关5与罩壳4所成构成的夹角的角度相等，这样确保每个磁感应式接近开关5的感应效果一致，不会产生差异，在本实施例中，采用了磁感应式接近开关5与罩壳4所成构成的夹角均为90°垂直设置，但并不以此为限制，在实施例中也可根据实际需求来设置该夹角角度。当磁性刀头3旋转至最接近相应的磁感应式接近开关5的位置时，磁性刀头3与罩壳4的内表面的最近距离为1mm～20mm，这样保证磁感应式接近开关5的磁感应效果良好。并且该最近距离设置为大于磁感应式接近开关5暴露在罩壳4的内部的暴露部分的长度，这样保证刀头不会触碰到磁感应式接近开关5。
如图1所示，图中空心箭头11表示磁性刀头5随转筒1旋转至靠近磁感应式接近开关5时，磁感应式接近开关5的磁场发生变化，从而磁感应式接近开关5输出相应的磁感应信号。由于每个刀头安装盘2上相邻的磁性刀头3直接是存在间隔的，不是连续的，因此，磁感应式接近开关5感应到对应的刀头安装盘2的磁场变化情况后，将以脉冲信号输出。并且由于每个刀头安装盘2上安装的n个磁性刀头3是周向等距离分布的，因此，在固定脉冲信号的间隔是一样的，在预定时间t秒内同一磁感应式接近开关5输出的脉冲信号个数也是一定的。例如当转筒以r转/秒的转速转动，由于每个刀头安装盘2安装有n个磁性刀头3，这样在预定时间t秒内磁感应式接近开关5输出的脉冲信号的个数应为：r×t×n。在没有刀头断裂的情况下，预定时间t秒内脉冲信号的个数是保持不变的；而当出该刀头安装盘2上发生有磁性刀头3断裂情况时，则预定时间t秒内脉冲信号的个数将发生变化，这样便可根据预定时间内同一磁感应式接近开关5输出的脉冲信号个数的变化情况时，来判断出与该磁感应式接近开关5对应的刀头安装盘2上是否存在刀头断裂情况。
存储器8存储有磁感应式接近开关5与刀头安装盘2的对应关系。
信号转换模块6与磁感应式接近开关连接，信号转换模块6包含模数转换器以及集线器，模数转换器用于将磁感应信号由电信号转换数字信号，而信号传输存在损耗，通过集线器可实现将衰减的信号整形放大再发送出去。经过信号转换模块6的处理可以得到高质量且便于分析的数字信号。
中央处理模块7可采用上位机、单片机等具备数据处理能力的任意一种计算机***。中央处理模块7连接存储器7以及信号转换模块6，用于分析处理经转换后的信号。当预定时间内同一磁感应式接近开关输出的脉冲信号个数发生变化时，则判断为与该磁感应式接近开关5对应的刀头安装盘2上存在刀头断裂情况，中央处理模块7并根据磁感应式接近开关5与刀头安装盘2的对应关系，生成相应的报警信号和显示信号。
报警器10与中央处理模块7数据连接，根据中央处理模块输出的报警信号对刀头断裂情况进行报警提醒。显示器9与中央处理模块7数据连接，根据中央处理模块7输出的显示信号按照磁感应式接近开关5与刀头安装盘2的对应关系显示具体哪个刀头安装盘2上出现有刀头断裂情况。报警器10、显示器9与中央处理模块7的数据连接形式可以根据实际情况采用通过信号传输线连接或无线连接。
当刀鼓在工作状态下出现刀头断裂情况时，用户可以通过显示器9和报警器10第一时间知晓有刀头损坏了，并且可通过显示器9快速定位到具体是哪个刀头安装盘2上出现刀头断裂情况。避免了传统需要人工观察对整个刀鼓上m×n个刀头一一观察排查的费时费力情况。本实施例的线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***可以直接定位到具体刀头安装盘2，从而仅仅只需对相应刀头安装盘2上的为数不多的n个刀头进行排查，这样可以在第一时间内知晓刀头断裂情况，并且能极短时间内快速找到断裂刀头进行更换，从而保证了刀鼓后续工作顺利进行。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警方法，其特征在于，包括：
步骤一，采用磁性材料制成刀头；
步骤二，将步骤一得到的磁性刀头安装在刀鼓上；
步骤三，在刀鼓的外部设置一罩壳，并在罩壳上设置磁感应式接近开关，并获取磁场变化情况；
步骤四，根据所述磁场变化情况，判断是否存在刀头断裂情况，
步骤五，当判断为存在刀头断裂时，进行报警提醒。
2.一种在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***，其特征在于：
刀鼓装置，包括转筒、沿轴向固定在所述转筒外周的多个刀头安装盘、以及安装所述刀头安装盘上的多个磁性刀头；
罩壳，设置在所述刀鼓装置的外侧；
多个磁感应式接近开关，沿所述转筒的轴向方向固定排布在所述罩壳上，并且所述磁感应式接近开关与所述刀头安装盘一一对应分布，所述磁感应式接近开关用于感应对应的所述刀头安装盘上的磁性刀头接近的情况并输出相应的磁感应信号；
存储器，存储有磁感应式接近开关与刀头安装盘的对应关系；
信号转换模块，与所述磁感应式接近开关连接，包含模数转换器以及集线器，用于将磁感应信号进行模数转换及再生整形放大；
中央处理模块，连接所述存储器以及所述信号转换模块，用于分析处理经转换后的信号，并根据磁感应式接近开关与刀头安装盘的对应关系生成相应的报警信号和显示信号；
显示器与所述中央处理模块数据连接，根据所述中央处理模块输出的显示信号显示刀头断裂情况；
报警器，与所述中央处理模块数据连接，根据所述中央处理模块输出的报警信号对刀头断裂情况进行报警提醒。
3.如权利要求2所述的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警方法，其特征在于：
其中，每个所述刀头安装盘上安装的多个刀头是按照周向等距离分布，
所述磁感应式接近开关输出的所述磁感应信号呈现为脉冲信号。
4.如权利要求3所述的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警方法，其特征在于：
其中，当预定时间内同一磁感应式接近开关输出的所述脉冲信号个数发生变化时，则判断为与该磁感应式接近开关对应的刀头安装盘上存在刀头断裂情况，
所述中央处理模块根据磁感应式接近开关与刀头安装盘的对应关系生成相应的报警信号和显示信号。
5.如权利要求2所述的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警***，其特征在于：
其中，所述报警器与中央处理模块的数据连接形式为通过信号传输线连接或无线连接；
所述显示器与中央处理模块的数据连接形式为通过信号传输线连接或无线连接。
6.如权利要求2所述的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警方法，其特征在于：
其中，所述磁性刀头由铁磁材料或永磁材料制成。
7.如权利要求2所述的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警方法，其特征在于：
其中，所述磁性刀头呈子弹头形状。
8.如权利要求2所述的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警方法，其特征在于：
其中，每个所述磁感应式接近开关与所述罩壳所成构成的夹角的角度相等。
9.如权利要求2所述的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警方法，其特征在于：
其中，所述磁感应式接近开关埋设在所述罩壳上，并且所述磁感应式接近开关的感应端贯穿所述罩壳的内表面暴露在所述罩壳的内部。
10.如权利要求9所述的在线监测刀鼓中刀头断裂情况的监测报警方法，其特征在于：
其中，当所述磁性刀头旋转至最接近相应的所述磁感应式接近开关的位置时，所述磁性刀头与所述罩壳的内表面的最近距离为1mm～20mm，该最近距离大于所述磁感应式接近开关暴露在所述罩壳的内部的暴露部分的长度。
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