一种防飞溅声学检测探头、设备及其刀具磨损检测方法技术

本发明专利技术涉及声学检测领域，具体公开了一种防飞溅声学检测探头、设备及其刀具磨损检测方法，防飞溅声学检测探头包括若干个工业麦克风，工业麦克风外侧均套设有弹性保护壳，弹性保护壳嵌入采集器电路板，外壳的前端由外向内依次设有第二通孔、PVC透气网和透音膜；防飞溅声学检测设备包括上述防飞溅声学检测探头和主机，其通过采集刀具加工过程的声音信号，对刀具磨损的状态进行检测。本发明专利技术通过PVC透气网、透音膜以及完全防水设计的外壳，防止飞溅的碎屑和冷却液损伤工业麦克风；并且通过多个工业麦克风共同工作，及其独立减震设计，使声学检测探头能够近距离对刀具加工过程的声音信号进行精准定向采集，减少干扰，提高检测精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种防飞溅声学检测探头、设备及其刀具磨损检测方法


[0001]本专利技术涉及声学检测领域，尤其涉及一种防飞溅声学检测探头、设备及其刀具磨损检测方法。

技术介绍

[0002]随着现代工业的飞速发展，对产品加工精度和效率的要求越来越高，在高速切削过程中，所使用的刀具越来越精密，对刀具的状态要求也越来越严格。由于刀具在切割金属时，自身会不断受到磨损，当刀具磨损到一定程度后，就需要跟换新的刀具，否则将会影响产品的加工质量，产生安全事故等不良后果。
[0003]现有的刀具磨损检测多为人工观测或人工测量的方式，该方式检测不够全面，且无法实时监控刀具的磨损情况；市面上也有通过光学或声学对削切过程进行检测的方案，但其运用起来，检测精度低，干扰大，准确度差，对加工效率和质量的提高有限。其中，由于在高速切削中发热严重，必须适时使用冷却液降低刀具温度，但冷却液以及削切的废料会随着高速加工而四处飞溅，并且由于刀具表面温度较高，导致冷却液蒸发而产生烟雾，这些都会给在线监控刀具的磨损情况带来难度，导致光学检测刀具难以实现，而现有的声学采集探头则由于无法安装在废料与冷却液飞溅的刀头附近，只能部署在加工设备外围或贴合于设备部分组件，其采集的声音信号精度不足，受干扰严重，数据准确度差。

技术实现思路

[0004]为了克服现有的刀具磨损状态监测中，光学检测刀具难以实现，而声学采集探头则由于无法安装在废料与冷却液飞溅的刀头附近，只能部署在加工设备外围或贴合于设备部分组件，导致采集的声音信号精度不足，受干扰严重，数据准确度差的问题，本专利技术提供一种防飞溅声学检测探头、设备及其刀具磨损检测方法。
[0005]本专利技术提供了一种防飞溅声学检测探头，包括：外壳、采集器电路板，以及若干个工业麦克风；所述外壳的前端设有第二通孔，所述外壳对应所述第二通孔位置的内侧依次设有PVC透气网和透音膜；所述采集器电路板固定设于所述外壳内侧，所述采集器电路板上设有若干个第一通孔，每个所述工业麦克风外侧均套设有弹性保护壳，每个所述弹性保护壳分别与所述第一通孔一一对应嵌套相连，每个所述工业麦克风均与所述采集器电路板通过导线电性相连；所述采集器电路板背面设有电缆接口，所述外壳的后端设有电缆密封套。
[0006]作为优选地，所述工业麦克风设有六个，且六个所述工业麦克风呈环形均匀设于所述采集器电路板上。
[0007]优选地，所述PVC透气网设有至少两个，且所述透音膜前后均设有所述PVC透气网。
[0008]优选地，所述外壳包括采集器内腔壳和采集器上盖，所述采集器内腔壳和所述采
集器上盖可拆卸相连，所述PVC透气网、所述透音膜均固定设于所述采集器内腔壳与所述采集器上盖之间，所述采集器内腔壳和所述采集器上盖之间还设有防水垫片。
[0009]本专利技术还提供了一种防飞溅声学检测设备，包括：主机和上述任意一项所述的一种防飞溅的声学检测探头，所述主机包括机箱、显示器和主控电路板；所述声学检测探头后端设有电缆线，所述电缆线的一端贯穿所述电缆密封套并与所述电缆接口电性相连，所述电缆线的另一端设有防水航空插头；所述机箱侧面设有与所述防水航空插头配合相连的防水航空插座、电源接口以及数据接口，所述显示器固定设于所述机箱的上表面，所述主控电路板固定设于所述机箱内侧；所述主控电路板分别与所述防水航空插座、所述电源接口、所述数据接口、所述显示器电性相连。
[0010]作为优选地，所述电源接口与所述主控电路板之间设有直流开关电源，所述直流开关电源与所述主控电路板之间设有隔离铝板，所述隔离铝板与所述机箱导电相连。
[0011]优选地，所述机箱侧面设有散热孔，所述机箱上表面设有开关按钮，所述开关按钮与所述直流开关电源电性相连。
[0012]优选地，所述显示器包括电性相连的触摸屏和工控机，所述工控机与所述主控电路板电性相连，所述工控机下方设有示器固定板，所述显示器固定板与所述机箱固定相连。
[0013]本专利技术还提供了一种检测刀具磨损状态的方法，运用上述任意一项所述的一种防飞溅声学检测设备，其实现检测刀具磨损状态的方法包括：将声学检测探头固定于刀具一侧，并将声学检测探头和主机通过电缆线连接；若干个所述工业麦克风同时采集刀具工作时的音频信号；主控电路板通过分析音频信号，并依据若干个所述工业麦克风以及刀具的相对位置，对音频信号进行降噪，得到降噪信号；主控电路板依据降噪信号，获得并输出刀具的磨损状态。
[0014]作为优选地，所述主控电路板依据降噪信号，获得并输出刀具的磨损状态，具体为：采集降噪信号样本及其对应刀具的磨损状态样本，并将其构建为训练集和测试集；通过机器学习算法构建神经网络模型，并通过所述训练集和所述测试集对所述神经网络模型进行迭代优化，得到刀具检测模型；主控电路板通过刀具检测模型，依据所输入的降噪信号，获得并输出刀具的磨损状态。
[0015]本专利技术的有益效果是：（1）通过PVC透气网和外壳来保护透音膜以及工业麦克风，以防其被飞溅的碎屑损伤，通过透音膜以及完全防水设计的外壳，防止冷却液损伤工业麦克风；（2）通过多个工业麦克风共同工作，及其独立减震设计，使声学检测探头能够近距离对刀具加工过程的声音信号进行精准定向采集，减少其余机械噪声和飞溅物对刀具磨损检测的干扰，提高检测精度。
附图说明
[0016]下文将结合说明书附图对本专利技术进行进一步的描述说明，其中：
图1为本专利技术其中一个实施例的防飞溅声学检测探头横截面示意图；图2为本专利技术其中一个实施例的防飞溅声学检测探头部件爆炸图；图3为本专利技术其中一个实施例的防飞溅声学检测设备示意图；图4为本专利技术其中一个实施例的防飞溅声学检测设备内部结构示意图；图5为本专利技术其中一个实施例的刀具磨损检测方法流程图。
[0017]图中：1、声学检测探头；101、工业麦克风；102、弹性保护壳；103、卧式贴片插座；104、电缆密封套；105、采集器固定孔；106、密封型圈；107、PVC透气网；108、透音膜；109、采集器电路板；110、采集器内腔壳；111、采集器上盖；112、防水垫片；2、电缆线；3、防水航空插头；4、防水航空插座；5、显示器；6、机箱；7、开关按钮；8、散热孔；9、直流开关电源；10、隔离铝板；11、支撑铜柱；12、延长铜柱；13、主控电路板；14、显示器固定板；15、USB集成面板；16、接线端子；17、品字插座。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]参见图1和图2，作为本专利技术的其中一个实施，公开了一种防飞溅声学检测探头，包括：外壳、采集器电路板109，以及若干个工业麦克风101。
[0020]所述外壳的前端设有第二通孔，所述外壳对应所述第二通孔位置的内侧依次设有PVC透气网10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防飞溅声学检测探头，其特征在于，包括：外壳、采集器电路板，以及若干个工业麦克风；所述外壳的前端设有第二通孔，所述外壳对应所述第二通孔位置的内侧依次设有PVC透气网和透音膜；所述采集器电路板固定设于所述外壳内侧，所述采集器电路板上设有若干个第一通孔，每个所述工业麦克风外侧均套设有弹性保护壳，每个所述弹性保护壳分别与所述第一通孔一一对应嵌套相连，每个所述工业麦克风均与所述采集器电路板通过导线电性相连；所述采集器电路板背面设有电缆接口，所述外壳的后端设有电缆密封套。2.根据权利要求1所述的一种防飞溅声学检测探头，其特征在于，所述工业麦克风设有六个，且六个所述工业麦克风呈环形均匀设于所述采集器电路板上。3.根据权利要求1所述的一种防飞溅声学检测探头，其特征在于，所述PVC透气网设有至少两个，且所述透音膜前后均设有所述PVC透气网。4.根据权利要求3所述的一种防飞溅声学检测探头，其特征在于，所述外壳包括采集器内腔壳和采集器上盖，所述采集器内腔壳和所述采集器上盖可拆卸相连，所述PVC透气网、所述透音膜均固定设于所述采集器内腔壳与所述采集器上盖之间，所述采集器内腔壳和所述采集器上盖之间还设有防水垫片。5.一种防飞溅声学检测设备，其特征在于，包括：主机和如权利要求1至4中任意一项所述的一种防飞溅声学检测探头，所述主机包括机箱、显示器和主控电路板；所述声学检测探头后端设有电缆线，所述电缆线的一端贯穿所述电缆密封套并与所述电缆接口电性相连，所述电缆线的另一端设有防水航空插头；所述机箱侧面设有与所述防水航空插头配合相连的防水航空插座、电源接口以及数据接口，所述显示器固定设于所述机箱的上表面，所述主控电路板固定并设于所述机箱内侧；所述主控电路板分别与所述防水...

【专利技术属性】
技术研发人员：周松斌，刘忆森，赵路路，王威，王树华，邱泽帆，李昌，万智勇，万民银，曾俊，陈晓，陈红，
申请(专利权)人：富士康工业互联网股份有限公司深圳精匠云创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：