本发明专利技术涉及一种在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法，包括如下步骤：在所述数控机床换刀并开始工作时，采集指定时间或指定次数的机床主轴震动频率的数据，并取得这些数据的震动频率平均值；设定所述震动频率平均值为震动频率标准值，依据所述震动频率标准值，得到震动频率门限值；按照设定周期取得所述机床主轴震动频率的当前值；比较所述主轴的震动当前值是否在门限值之内，如是，再次采集当前值比较；否则，判断所述刀具磨损，发出车床停机信号。本发明专利技术还涉及一种在数控机床工作时检测切削刀具磨损的装置。实施本发明专利技术的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法及装置，具有以下有益效果：具有自动、时间花费较少的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及加工设备，更具体地说，涉及一种在数控机床工作时检测切削刀具磨 损的方法及装置。
技术介绍
数控机床(例如，CNC数控铣床、CNC数控车床等)在工作时，其加工精度除了 受机床本身的精度和切削参数影响外，一个较为重要的因素就是刀具的磨损程度。如果刀 具有较大程度的磨损，其加工出来的产品尺寸就会超标，这使得被加工的工件报废或需要 更多的时间对其进行修补。但是，在数控机床加工产品时，由于刀具安装在数控机床的主轴 上，而且在加工时主轴转动，根本没有办法测量正在工作的刀具的磨损是否超标。在现有技 术中，解决刀具磨损带来的影响，常用的办法是依靠操作人员的经验，定时停机检查刀具。 这种方法存在有不足之处，首先是由于被加工的工件材质、硬度、形状不同，加上刀具的质 量稳定性影响，操作人员较难做准确的判断，带来时间和材料上的损失；其次每次停机均会 带来一定的时间上的延误，造成生产周期的加长。因此，现有的判断刀具磨损的方法有人为 因素较多、时间花费较长的缺陷。该专利技术可建立金属材料切削性能分析、切削参数分析、刀 具性能分析模块。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述人为因素较多、时间花费较 长缺陷，提供一种自动测试、时间花费较少的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法及装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种在数控机床工作时检测切 削刀具磨损的方法，包括如下步骤A)在所述数控机床换刀并开始工作时，采集第一指定时间或指定次数的机床主 轴震动频率的数据，并取得这些数据的震动频率平均值；B)设定所述震动频率平均值为震动频率标准值，依据所述震动频率标准值，得到 震动频率门限值；C)按照第二设定周期取得所述数控机床主轴震动频率的当前值；D)比较所述数控机床主轴的震动频率当前值是否在门限值之内，如是，返回 步骤C)；否则，判断所述刀具磨损，发出数控机床停机信号。在本专利技术所述的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法中，所述步骤A)进一 步包括如下步骤Al)采集数控机床主轴震动频率值； A2)将所述震动频率值进行模数转换、并单独存储； A3)判断第一指定时间或次数是否达到？如是，执行下一步骤；否则，返回步骤Al)；A4)取得所述存储的数控机床主轴震动频率值的平均值。在本专利技术所述的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法中，所述步骤B)中， 所述门限值由所述标准值加上或/和减去所述标准值与设定比例的乘积而得。在本专利技术所述的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法中，所述步骤C)进一 步包括如下步骤Cl)采集机床主轴震动频率；C2)将所述震动频率值进行模数转换、并单独存储；C3)判断所述第二设定周期是否达到？如是，执行下一步骤；否则，返回步骤Cl); C4)取得所述存储数据的平均值为所述震动当前值。在本专利技术所述的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法中，所述步骤D)进一 步包括如下步骤Dl)判断所述震动频率当前值是否大于所述标准值减去所述标准值与设定比例 的乘积，如是，执行下一步骤；否则，跳转到步骤D3)；D2)判断所述震动频率当前值是否小于所述标准值加上所述标准值与设定比例 的乘积，如是，返回步骤C)；否则，执行下一步骤； D3)判断所述刀具磨损，发出停机信号。本专利技术还涉及一种在数控机床工作时检测刀具磨损的装置，包括主轴震动频率采集单元安装在所述数控机床主轴上，采集所述数控机床主轴在 转动时的震动频率；数据处理单元用于处理所述数控机床主轴震动频率采集单元采集的数据，判 断所述数据是否正常并在所述数据不正常时产生并输出停机信号；存储单元与所述数据处理单元连接，用于存储所述采集到的数据值； 信号发送单元与所述数据处理单元连接，用于将所述数据处理单元产生的信 号发送到所述数控机床控制部分。在本专利技术所述的在数控机床工作时检测刀具磨损的装置中，所述数控机床主轴震 动频率采集单元包括震动传感器模块，所述震动传感器模块输出与所述数据处理单元的数 据输入端连接。在本专利技术所述的在数控机床工作时检测刀具磨损的装置中，所述信号发送单元为 用于将所述停机信号或定时将所述存储单元中存储的数据发送出去的无线数据传输单元。在本专利技术所述的在数控机床工作时检测刀具磨损的装置中，所述装置还包括两个 在所述装置安装时合并固定在所述数控机床主轴上的半圆环形中空外壳，所述各单元分别 设置在所述半圆环形外壳中。在本专利技术所述的在数控机床工作时检测刀具磨损的装置中，所述震动传感器模块 包括震动传感器及将所述震动传感器输出转换为不同频率的波形输出的传感器数据处理 单元，所述传感器数据处理单元的输出与所述数据处理单元连接；所述外壳上设置有用于 在所述装置安装在所述数控机床主轴上时使所述震动传感器紧贴于所述数控机床主轴表 面的通孔。实施本专利技术的在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法及装置，具有以下有益 效果由于刀具在磨损状态下主轴转动所发生的震动频率与刀具未磨损的情况下主轴转动所发生的震动频率是不同的，而本专利技术正是利用这一原理，采集并判断主轴震动频率，进而 判断刀具是否磨损；并在刀具磨损的情况下发出停机信号，使得数控机床在没有人工参与 的情况下停机，避免了因刀具磨损带来的加工尺寸超标的问题。所以，其具有自动、时间花 费较少的特点。同时，更进一步地，在还可以以此为基础，建立金属材料切削性能分析、切削 参数分析、刀具性能分析模块，通过对取得数据的积累及分析，进一步提高加工的针对性及 准确性，从而提高生产效率。附图说明图1是本专利技术数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法及装置实施例中的方法 流程图2是所述实施例中装置结构示意图3是所述实施例中的装置外壳结构示意图4是所述实施例中震动传感器模块的结构示意图。具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步说明。如图1所示，在本专利技术数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法及装置实施例 中，该方法包括如下步骤步骤SlOl采集主轴震动频率值基本上来讲，不同的数控机床或同一台数控机床在 加工不同材质的工件或不同的进刀速度时，其主轴发生的震动频率都可能不同。因此，事先 设定一个数控机床的主轴震动标准值是不太现实的。即使设置了，也可能是不准确的。在本 实施例中，基于上述理由，采用的方法是在每次数控机床更换合符标准的刀具后重新开机 开始工作时，对其主轴震动频率进行一定时间或一定采样次数的采样，并依据这些采样值， 得到数控车床的主轴震动频率的标准值。在本实施例中，从数控机床开始工作，就按照一定 的时间间隔不断地采集上述主轴震动频率值，当取得上述标准值之后，仍然不断地采集主 轴震动频率值，直到主轴停止转动或数控机床停机，只不过后面阶段的采集不是为了取得 上述标准值，而是为了不断地与依据上述标准值得到的门限值比较，判断数控机床使用的 刀具的磨损程度。例如，在本实施例中，可以是每隔1秒或2秒或5秒对上述主轴震动频率 采集一次。在本步骤中，就是通过传感器取得主轴震动频率值，该值由传感器直接输出，是 一个模拟值。步骤S102转换为数字信号并存储在本步骤中，将上述传感器输出的表示主轴 震动频率的模拟值转换为数字信号，并将得到的数字信号单独存储；在本实施例中，本步骤 中的转换是通过一个模数转换来实现的。在上述传感器输出的模拟信号被转换为数本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种在数控机床工作时检测切削刀具磨损的方法，其特征在于，包括如下步骤： Ａ）在所述数控机床换刀并开始工作时，采集第一指定时间或指定次数的机床主轴震动频率的数据，并取得这些数据的震动频率平均值； Ｂ）设定所述震动频率平均值为震动频率标准值，依据所述震动频率标准值，得到震动频率门限值； Ｃ）按照第二设定周期取得所述数控机床主轴震动频率的当前值； Ｄ）比较所述数控机床主轴的震动频率当前值是否在门限值之内，如是，返回步骤Ｃ）；否则，判断所述刀具磨损，发出数控机床停机信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈少林，杨延洲，
申请(专利权)人：深圳市平进股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94
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