申请/专利权人：上海威研精密科技有限公司

申请日：2020-07-27

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN111830906B

主分类号：G05B19/4065

分类号：G05B19/4065

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2020.11.13#实质审查的生效;2020.10.27#公开

摘要：本发明涉及一种旋转刀具失效状态在机监测系统及其检测方法。该监测系统包括：检测仪、数据处理控制器、刀具数据服务器以及霍尔电流传感器；根据刀具图像序列确定刀具直径和刀具长度，根据该刀具直径和刀具长度确定刀具磨损状态和破损状态；利用霍尔电流传感器获取主轴电流信号，并根据该主轴电流信号确定刀具的崩刃状态和折断状态。采用本发明能够实现了一个高效、灵敏、覆盖加工全过程的通用型刀具失效状态在机实时监测系统，帮助避免刀具失效造成的零件报废，提高刀具利用率，降低加工成本。

主权项：1.一种旋转刀具失效状态在机监测系统，其特征在于，包括：检测仪、数据处理控制器、刀具数据服务器以及霍尔电流传感器；所述检测仪和所述数据处理控制器通过信号线缆连接；所述数据处理控制器还分别与CNC控制器、所述刀具数据服务器以及所述霍尔电流传感器相连接；所述霍尔电流传感器用于检测主轴电流信号；所述检测仪内设有远心镜头以及背光光源，利用所述远心镜头以及所述背光光源对刀具进行平行投影成像，在刀具旋转过程中获取刀具图像序列，所述刀具图像序列用于显示刀具尺寸的变化趋势；所述刀具尺寸包括刀具直径和刀具长度；所述数据处理控制器根据所述刀具图像序列以及所述主轴电流信号监测刀具失效状态；所述刀具失效状态包括刀具磨损状态、破损状态、崩刃状态以及折断状态；所述检测仪具体包括：防护壳体、相机模组、远心镜头、45度反射镜、窗口镜、气动柱塞以及光纤传感器；所述光纤传感器包括光纤传感器发射端以及光纤传感器接收端；所述防护壳体为凹型防护壳体；所述凹型防护壳体的第一侧腔内设有相机模组、远心镜头、45度反射镜、窗口镜、气动柱塞以及所述光纤传感器发射端；所述防护壳体的第二侧腔内设有所述光纤传感器接收端；所述光纤传感器发射端与所述光纤传感器接收端以所述刀具为中心对称设置；所述光纤传感器用于确保检测过程的安全性，所述光纤传感器发射端与所述光纤传感器接收端的连线与刀具轴线垂直，在所述刀具下降过程中检测刀具端部的粗略位置，防止在未知刀具夹持长度的情况下，所述刀具下降过程中与所述检测仪发生碰撞；所述背光光源设于所述第二侧腔内，所述背光光源用于在成像时提供均匀的背景照明，形成明暗对比良好的刀具图像；所述远心镜头设于所述相机模组的镜头接口上，所述远心镜头的轴线与所述刀具的轴线平行；所述相机模组以及所述远心镜头用于获取旋转刀具的平行投影图像；所述45度反射镜设于所述远心镜头的上部；所述45度反射镜用于对成像光路进行90度转向；所述窗口镜设于所述45度反射镜的反射端；所述窗口镜用于对所述相机模组、所述远心镜头以及所述45度反射镜进行密封；所述气动柱塞与所述窗口镜在同一成像光路上，所述气动柱塞的轴线与窗口镜平面的法向垂直，所述气动柱塞用于控制所述相机模组采集刀具图像以及防护所述成像光路；所述窗口镜和所述气动柱塞之间的成像光路中通有高压气体，形成对所述窗口镜和所述气动柱塞之间成像光路的正压防护。

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