切削刀具的定向的估算制造技术

提供了一种切削刀具(100)、包括该切削刀具的车削机器(200)、以及相关的方法(400)。所述切削刀具包括沿着轴线(111)延伸的刀具杆(110)、位于所述刀具杆处的切削头(120)以及与所述刀具杆或切削头集成的至少一个传感器(130)。基于由所述至少一个传感器提供的输出来估算所述切削刀具相对于所述轴线的旋转定向。在至少一些实施例中，所述至少一个传感器包括被配置用以测量在至少两个方向(131、132)上的加速度的加速度计。

Estimation of Cutting Tool Orientation

A cutting tool (100), a turning machine (200) including the cutting tool, and a related method (400) are provided. The cutting tool includes a tool rod (110) extending along the axis (111), a cutting head (120) located at the tool rod, and at least one sensor (130) integrated with the tool rod or cutting head. The rotation orientation of the cutting tool relative to the axis is estimated based on the output provided by the at least one sensor. In at least some embodiments, the at least one sensor includes an accelerometer configured to measure acceleration in at least two directions (131, 132).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】切削刀具的定向的估算
本公开总体涉及用于在车削中使用的切削刀具，并且特别地是涉及这种切削刀具的定向的估算。
技术介绍
在用于金属切削的机器中，诸如机床，尤其是车削机器(诸如车床)中，通常通过旋转工件并通过在轴向和/或径向方向上朝向工件移动切削刀具来从工件的外表面或内表面移除(或切削)材料。在工件的内表面上(即从工件的孔内部)执行由切削刀具的切削刃提供的切削动作的情况有时被称为镗削。已知切削刀具的切削刃的位置和定向对于提供高精度加工非常重要。在一些情况下，即使切削刃的位置或定向上的微小偏差，也可能将加工精度降低到可接受的水平以下。切削刀具的切削刃通常是安装在切削刀具的切削头处的刀片的切削刃。切削刃的定向可以例如通过知道切削刀具的定向，或者通过测量切削刃本身的定向来确定。一些切削刀具具有平坦表面，在该平坦表面上可以放置水平仪，以检查切削刀具是否安装在正确的定向上。然而，这可能需要使用者用一只手调整切削刀具的定向，而另一只手将水平仪保持在适当位置。一般来说，确定切削刀具的正确定向的过程可能是复杂和/或耗时的。例如，可能需要安装切削刀具的人具有一定的技能。因此，提供一种新的方式来估算切削刀具的定向将是有利的。
技术实现思路
为了更好地解决一个或多个上述问题，提供了具有在独立权利要求中限定的特征的切削刀具和方法。在从属权利要求中限定了优选实施例。因此，根据第一方面，提供了一种用于在车削中使用的切削刀具。切削刀具包括刀具杆、切削头和至少一个传感器。刀具杆沿着轴线延伸。切削头位于(或被定位在)刀具杆处。所述至少一个传感器与刀具杆或切削头集成。所述至少一个传感器被布置用以提供输出并且具有用于提供输出的类型，所述输出使得能够估算切削刀具关于(或相对于)轴线的旋转定向。由于由所述至少一个传感器提供的输出使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向(或者切削刀具围绕轴线的旋转定向，例如相对于期望的定向的旋转定向)，因此不需要附加的外部传感器，诸如手动放置在切削刀具顶部以检查切削刀具是否水平的水平仪。所述至少一个传感器与刀具杆或切削头的集成有助于切削刀具的安装(或定向)，因为不需要正确地布置或对准用于估算切削刀具相对于轴线的旋转定向的附加传感器。应当理解的是，所述至少一个传感器以这样的方式被布置(或被定位和/或被定向)，并且所述至少一个传感器具有这样的类型，即，使得所述至少一个传感器能够提供使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向的输出。换句话说，所述至少一个传感器不仅需要具有适当的类型，还需要被适当地布置，以使其能够提供使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向的输出。贯穿本公开，词语“车削”是指一种加工工艺，其中工件被旋转，并且其中材料通过不旋转的切削刃(例如安装在切削刀具的切削头处)从工件上切削下来。在这种加工工艺中，切削刃可以例如朝向旋转的工件平移，以执行切削动作，或者旋转的工件可以朝向切削刃平移。应当理解的是，车削可以例如在工件的外表面或工件的内表面(有时也称为镗削)上执行。轴线可以例如是刀具杆沿着延伸的主方向。刀具杆可以例如是圆柱形的，并且轴线可以例如是刀具杆的对称轴线。即使整个刀具杆不一定是直的，但是从轴线平行于(或至少基本上平行于)刀具杆的主要部分的意义上来说，刀具杆仍然可以沿着轴线延伸。轴线可以例如是水平的。轴线可以例如平行于(或正交于)工件在车削期间要旋转的旋转轴线。尽管在不使用时，刀具杆沿着轴线延伸，但是由于与工件的相互作用，刀具杆在车削期间可能弯曲(或偏转)。因此，在车削期间，刀具杆的一部分可能从轴线稍微偏离(例如几毫米)。刀具杆的旋转定向可以例如基于在车削之前获得的来自所述至少一个传感器的输出来估算。切削刀具(或车削刀具)可以例如适合用于在车削机器中使用。切削头可以例如安装在刀具杆处，或者可以是刀具杆的一体部分。切削头可以例如包括切削刃，或者可以适合于保持(或安装)切削刃。切削头可以例如被布置用于保持(或安装)具有切削刃的刀片。切削头可以例如是伪切削头(或假切削头)，其仅意图用于将切削刀具定向，并且不适合于保持刀片。伪切削头可以例如像普通切削头一样安装在刀具杆上，并且一旦已经获得了切削刀具的合适定向，就可以用普通切削头代替。所述至少一个传感器可以例如集成在刀具杆或切削头中(或内)。根据一些实施例，所述至少一个传感器可以被定向用以提供输出并且可以具有用于提供输出的类型，所述输出使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向。换句话说，所述至少一个传感器可以以这样的方式定向，并且可以具有这样的类型，即，其能够提供输出，所述输出使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向。根据一些实施例，所述至少一个传感器可以包括加速度计、陀螺仪、数字水平仪、模拟水平仪、或铅锤。根据传感器的类型(诸如加速度计或陀螺仪)，适合于所述至少一个传感器使其能够提供所需的输出(即，使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向的输出)的位置和/或定向可以例如是不同的。制造在尺寸、精度和/或耐用性方面适合用于在切削刀具中使用的加速度计是相对容易的。因此，这种加速度计可以是估算切削刀具的定向的一种成本有效的方式。加速度计可以例如位于(或靠近)刀具杆的前端。加速度计然后还可以用于估算在车削期间切削刀具的切削刃的振动。从加速度计到用于将切削刀具安装在车削机器中的机器接口的距离可以例如是从加速度计到切削刀具的切削刃的距离的至少2、3、4、5或10倍长。根据一些实施例，所述至少一个传感器可以被布置在刀具杆的内部中或切削头的内部中。被布置在刀具杆或切削头的内部中的传感器可以例如被保护免受在切削刀具和工件相互作用期间产生的切屑的影响。根据一些实施例，所述至少一个传感器可以包括被配置用以测量至少两个方向上的加速度的加速度计。由于地球的重力场是已知的，因此在切削刀具处的不同方向上测量得到的加速度可以用于确定切削刀具的定向。在两个方向上测量得到的加速度可以例如足以确定切削刀具相对于轴线的旋转定向。加速度可以例如在切削刀具处于静止时测量，即在切削刀具在车削期间不用于从工件切削材料时测量。方向可以例如彼此横交(或非平行)。方向可以例如彼此垂直(或正交)。方向可以例如横交(或非平行)于轴线。方向可以例如垂直(或正交)于轴线。加速度计可以例如位于(或靠近)刀具杆的前端。加速度计然后还可以用于估算在车削期间切削刀具的切削刃的振动。从加速度计到用于将切削刀具安装在车削机器中的机器接口的距离可以例如是从加速度计到切削刀具的切削刃的距离的至少2、3、4、5或10倍长。所述至少一个传感器可以例如包括被配置用以测量三个或更多个方向上的加速度的加速度计。在多于两个方向(例如在三个方向上)上测量得到的加速度可以例如用于确定切削刀具相对于轴线的旋转定向。根据第二方面，提供了一种车削机器，该车削机器包括如第一方面的任一实施例中所限定的切削刀具。车削机器可以适合于使用由所述至少一个传感器提供的输出来估算(或确定)切削刀具相对于轴线的旋转定向。由于车削机器能够估算(或计算)定向本身，因此不需要准备(或编程)外部计算设备(诸如计算机或手持设备)来正确解释由所述至少一个传感器所提供的输出，使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向。车削机器可以例如是车床。车削机器可以例如包括用于将工件旋转的主轴。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在车削中使用的切削刀具(100)，所述切削刀具包括：刀具杆(110)，所述刀具杆(110)沿着轴线(111)延伸；切削头(120)，所述切削头(120)位于所述刀具杆处；和至少一个传感器(130)，所述至少一个传感器(130)与所述刀具杆或所述切削头集成，其中，所述至少一个传感器被布置用以提供输出并且具有用于提供所述输出的类型，所述输出使得能够估算所述切削刀具相对于所述轴线的旋转定向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.09 EP 16188131.31.一种用于在车削中使用的切削刀具(100)，所述切削刀具包括：刀具杆(110)，所述刀具杆(110)沿着轴线(111)延伸；切削头(120)，所述切削头(120)位于所述刀具杆处；和至少一个传感器(130)，所述至少一个传感器(130)与所述刀具杆或所述切削头集成，其中，所述至少一个传感器被布置用以提供输出并且具有用于提供所述输出的类型，所述输出使得能够估算所述切削刀具相对于所述轴线的旋转定向。2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，所述至少一个传感器被定向用以提供输出并且具有提供所述输出的类型，所述输出使得能够估算所述切削刀具相对于所述轴线的旋转定向。3.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀具，其中，所述至少一个传感器包括：加速度计；陀螺仪；数字水平仪；模拟水平仪；或铅锤。4.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀具，其中，所述至少一个传感器被布置在所述刀具杆或所述切削头的内部中。5.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀具，其中，所述至少一个传感器包括加速度计，所述加速度计被配置用以测量在至少两个方向(131、132)上的加速度。6.一种包括如前述权利要求中的任一项所限定的所述切削刀具的车削机器(200)，其中，所述车削机器适合于使用由所述至少一个传感器提供的所述输出来估算所述切削刀具相对于所述轴线的旋转定向。7.根据权利要求6所述的车削机器，还包括用户界面(260)，所述用户界面(260)被配置用以用户指示所估算的定向。8.根据权利要求6-7中的任一项所述的车削机器，包括通信接口(240)，所述通信接口(240)被配置用以提供指示所估算的定向的信令。9.根据权利要求6-8中的任一项所述的车削机器，还包括处理部分(210)，所述处理部分(210)被配置用以使用由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥德瓦尔·斯坦达尔，马蒂亚斯·特乔姆斯兰德，奥勒·亨里克·约翰森，达恩·奥斯特林，托尔莫德·延森，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE