一种刀具断刀检测装置及方法制造方法及图纸

技术编号：42212392 阅读：8 留言：0更新日期：2024-07-30 18:54

本发明专利技术涉及机床领域，具体涉及一种刀具断刀检测装置及方法，包括：通过扫描器驱动摆杆转动，当摆杆转动触碰到待测刀具时，扫描器记录摆杆转动的角度，得到待测刀具角度并发送至处理器，待测刀具角度与处理器内先采集的标准刀具角度进行对比，以判断待测刀具是否存在断刀情况，在待测刀具角度小于标准刀具角度与角度公差的差情况下，处理器输出待测刀具发生断刀的第一信号。机床系统收到第一信号，则发出警报并控制机床停止工作，工作人员对待测刀具进行更换及检查工件是否损坏。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机床领域，具体而言，涉及一种刀具断刀检测装置及方法。

技术介绍

1、无人产线是如今智能化工厂的发展趋势。然而，在生产加工过程中常常出现刀具断刀而未及时发现的情况，进而导致零件未经完全加工就进入下一道工序。过大的切削量会导致零件不合格或直接报废，甚至导致机床严重损坏，造成严重的经济损失。因此，对加工刀具进行检测是十分必要的。

2、现有断刀检测技术主要有离线检测和实时监控两种。离线检测为设置独立的断刀检测系统，离线对刀具进行检测，然而此类方法会牺牲加工时间，影响加工效率，同时需要手动将刀具放置指定位置，自动化程度较低。实时监控为通过采集加工过程中刀具图像、感应电压、切削振动等信号对刀具状态进行实时监控，然而该方法易受到复杂加工环境的影响如切削液，噪声，颤振等，易发生误判。例如，中国专利基于电流分析的裁床断刀自动检测方法(专利号：cn104880488b)，其以负载电机电流数据的分析结果作为裁刀是否发生折断的判断基准，当电流检测出现故障时，则基于电流的检测容易出现误判。

3、基于以上，现有的离线检测和实时监控两种方式均存在不足，有待改进。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种高效、准确的刀具断刀检测装置及方法，在刀库内对各工序下换下来的刀具进行检测，不占用加工时间，同时避免了切削液等复杂切削环境的影响。

2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：

3、本专利技术提供的一种刀具断刀检测装置，包括：</p>

4、安装支架，

5、扫描器，设置在安装支架上；

6、旋转盘，与扫描器同轴且可旋转的设置在扫描器上；

7、摆杆，与旋转盘的轴线垂直设置，且从旋转盘的侧面穿过旋转盘，扫描器用于驱动摆杆转动触碰待测刀具的刀尖，以获取摆杆转动的角度，从而得到待测刀具角度；

8、处理器，与扫描器连接，用于获取待测刀具角度，处理器用于将待测刀具角度与标准刀具角度进行对比，以判断待测刀具是否存在断刀。

9、在一实施方式中，旋转盘远离安装支架的一侧开设有杆槽，摆杆穿过杆槽。

10、在一实施方式中，杆槽的两侧至少设置有一个顶盖，顶盖部分压合在摆杆上。

11、在一实施方式中，安装支架上设置有第一通孔，扫描器插设在第一通孔内；安装支架包括可拆卸连接的第一支架及第二支架，第一支架及第二支架在连接的状态下形成第一通孔。

12、在一实施方式中，摆杆包括头部及杆部，杆部穿过杆槽，头部的直径大于杆槽的宽度，杆部远离头部的一侧设置有用于触碰刀具的触碰板块；和/或，

13、旋转盘的中心设置有中心孔，中心孔位于杆槽内，旋转盘上设置有开口，开口沿旋转盘的轴线且与杆槽垂直的贯穿旋转盘，且开口的一侧延伸至旋转盘的侧面，开口的另一侧延伸至杆槽的侧边预设深度，将旋转盘分为相连接的第一盘结构及第二盘结构，开口穿过中心孔；

14、旋转盘的侧面设置紧固孔，紧固孔从第一盘结构贯穿至第二盘结构。

15、一种机床，包括机床本体及上述任意一项的刀具断刀检测装置，刀具断刀检测装置设置在机床本体上。

16、在一实施方式中，机床本体上设置有刀库，刀库上设置有刀具检测位，位于刀库内的待测刀具换刀至刀具检测位，扫描器驱动摆杆旋转碰触至待测刀具的刀尖，并获取待测刀具角度；

17、处理器用于将待测刀具角度与处理器内存有的标准刀具角度进行对比，在待测刀具角度小于标准刀具角度与角度公差的差情况下，处理器输出待测刀具发生断刀的第一信号，角度公差为预设值；当待测刀具角度在正常角度范围之间时，则输出待测刀具未发生断刀的第二信号；正常角度范围为[α0-α，α0+α]，其中，α0为标准刀具角度，α为预设的角度公差。

18、一种刀具断刀检测方法，通过上述任意一项的刀具断刀检测装置对待测刀具进行角度检测，方法包括以下步骤：

19、对标准刀具的角度信息进行采集，获取标准刀具角度；

20、对待测刀具进行角度检测，获取待测刀具角度；

21、当待测刀具角度小于断刀角度时，则输出待测刀具发生断刀的第一信号，断刀角度为标准刀具角度与角度公差的差，角度公差为预设值；

22、基于第一信号，发出警报信号及用于控制机床停止工作的机床停止工作信号；

23、基于机床停止工作信号，机床停止工作。

24、在一实施方式中，对待测刀具进行角度检测，获取待测刀具角度之后还包括：

25、当待测刀具角度在正常角度范围之间时，则输出待测刀具未发生断刀的第二信号；正常角度范围为[α0-α，α0+α]，其中，α0为标准刀具角度，α为角度公差。

26、在一实施方式中，当待测刀具角度小于断刀角度时，则输出待测刀具发生断刀的第一信号，之前还包括：

27、基于摆杆长度求出角度公差是否符合要求；

28、基于摆杆长度求出角度公差是否符合要求具体为：

29、通过第一刀具长度偏差公式求出角度公差引起的刀具长度偏差δlα：

30、δlα＝l×sinα

31、通过第二刀具长度偏差公式求出因扫描器重复定位精度引起的刀具长度偏差δl1：

32、δl1＝l×sinψ

33、设因环境因素引起的刀具长度偏差为δl2；

34、设因不确定度引起的刀具长度偏差部超过δl3：

35、δl3＝δl1+δl2

36、设因待测刀具断刀所产生的刀具长度偏差为δl；

37、当满足δl＞δlα＞δl3时，则判断设定的角度公差满足需求；

38、其中，l为摆杆的长度，α为角度公差，ψ为扫描器的重复定位精度值。

39、本专利技术的有益效果在于：通过扫描器驱动摆杆转动，当摆杆转动触碰到待测刀具时，扫描器记录摆杆转动的角度，得到待测刀具角度并发送至处理器，待测刀具角度与处理器内先采集的标准刀具角度进行对比，以判断待测刀具是否存在断刀情况，在待测刀具角度小于标准刀具角度与角度公差的差情况下，处理器输出待测刀具发生断刀的第一信号。机床系统收到第一信号，则发出警报并控制机床停止工作，工作人员对待测刀具进行更换及检查工件是否损坏。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种刀具断刀检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的刀具断刀检测装置，其特征在于，所述旋转盘(2)远离所述安装支架(1)的一侧开设有杆槽(5)，所述摆杆(4)穿过所述杆槽(5)。

3.根据权利要求2所述的刀具断刀检测装置，其特征在于，所述杆槽(5)的两侧至少设置有一个顶盖(6)，所述顶盖(6)部分压合在所述摆杆(4)上。

4.根据权利要求3所述的刀具断刀检测装置，其特征在于，所述安装支架(1)上设置有第一通孔，所述扫描器(3)插设在所述第一通孔内；所述安装支架(1)包括可拆卸连接的第一支架(7)及第二支架(8)，所述第一支架(7)及所述第二支架(8)在连接的状态下形成所述第一通孔。

5.根据权利要求4所述的刀具断刀检测装置，其特征在于，所述摆杆(4)包括头部(9)及杆部(10)，所述杆部(10)穿过所述杆槽(5)，所述头部(9)的直径大于所述杆槽(5)的宽度，所述杆部(10)远离所述头部(9)的一侧设置有用于触碰刀具的触碰板块(11)；和/或，

6.一种机床，其特征在于，包括机床本体及权利要求1至5任意

7.根据权利要求6所述的机床，其特征在于，所述机床本体上设置有刀库(12)，所述刀库(12)上设置有刀具检测位，位于所述刀库(12)内的待测刀具换刀至所述刀具检测位，所述扫描器(3)驱动所述摆杆(4)旋转碰触至所述待测刀具的刀尖，并获取所述待测刀具角度；

8.一种刀具断刀检测方法，其特征在于，通过权利要求1至5任意一项所述的刀具断刀检测装置对所述待测刀具进行角度检测，所述方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的刀具断刀检测方法，其特征在于，所述对待测刀具进行角度检测，获取待测刀具角度之后还包括：

10.根据权利要求9所述的刀具断刀检测方法，其特征在于，当所述待测刀具角度小于断刀角度时，则输出所述待测刀具发生断刀的第一信号，之前还包括：

...

【技术特征摘要】

1.一种刀具断刀检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的刀具断刀检测装置，其特征在于，所述旋转盘(2)远离所述安装支架(1)的一侧开设有杆槽(5)，所述摆杆(4)穿过所述杆槽(5)。

3.根据权利要求2所述的刀具断刀检测装置，其特征在于，所述杆槽(5)的两侧至少设置有一个顶盖(6)，所述顶盖(6)部分压合在所述摆杆(4)上。

5.根据权利要求4所述的刀具断刀检测装置，其特征在于，所述摆杆(4)包括头部(9)及杆部(10)，所述杆部(10)穿过所述杆槽(5)，所述头部(9)的直径大于所述杆槽(5)的宽度，所述杆部(10)远离所述头部(9)的一侧设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳辉，冯磊，杨伟杰，
申请(专利权)人：创世纪工业装备广东有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人