CN101430296B - 钻头破损检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻头破损检测装置，其包括：一电源，电源具有第一端和第二端；一第一导电体，第一导电体与电源的第一端电连接；一第二导电体，第二导电体与电源的第二端电连接，第一导电体、第二导电体及电源构成一检测电路，当第一导电体与第二导电体触点接触时，第一导电体与第二导电体形成电连接，并使得所述检测电路为闭合电路；一第一探头，第一探头与第一导电体连接，第一探头为绝缘体；一第二探头，第二探头与第二导电体连接，第二探头为绝缘体；及两个弹性元件，所述两个弹性元件分别与第一导电体、第二导电体连接，所述两个弹性元件施以弹性力使得第一探头、第二探头分别抵靠于所述钻头的两个相对的刀刃。

Description

钻头破损检测装置

技术领域

本发明涉及一种钻头破损检测装置，尤其涉及一种应用于车床或铣床等工业自动化加工设备的钻头破损检测装置。 

背景技术

在工业自动化加工的作业中，特别是钻头直径小的场合，经常会发生钻头的刀刃破损情况。当钻头的刀刃破损时，如没有被及时发现，以破损的钻头继续对工件进行加工，不但会造成对工件的加工不良，严重时可能导致车床或铣床的主轴受到损伤。因此，车床或铣床等加工设备一般设有检测或监控装置，以防止加工过程中，钻头等刀具的刀刃破损而造成对工件的加工不良，或者导致车床或铣床的主轴受到损伤。A.D.Baone等人在2000年SPIE系统、关于计算机智能技术的研究与应用第三次研讨会(Applications And Science OfComputational Intelligence III)上发表的论文“Tool Condition Monitoring InDrilling Using Artificial Neural Networks”中揭示了一种应用于CNC机床上的监控系统 

现有技术中，检测钻头的刀刃的破损普遍采用光电检测装置，即用一套与计算机控制系统连接的红外光收发装置，将钻头置于光路之中，形成三点一线。如果钻头的刀刃完好，发射端发射的光线将被遮挡，接收端无法采集到光信号；如果钻头的刀刃破损，接收端就可以采集到发射端发射的光线，并转换为光信号，该光信号经过信号处理电路转换为电信号，即能向控制系统发出钻头破损信号，以使得加工设备停机。 

然而，上述光电检测装置的缺点为：光电检测装置对钻头的刀刃的检测为间接检测，因此，难以精确检测直径较小的钻头的刀刃是否破损，而且用于传输信号的光纤容易折断，因此，光电检测装置的故障率较高；另外，光电检测装置的价格也比较昂贵，成本较高。 

发明内容

有鉴于此，提供一种能够精确检测钻头的刀刃是否破损，且故障率低、成本低的钻头破损检测装置实为必要。 

一种钻头破损检测装置，所述钻头设有两个相对的刀刃，其特征在于：所述钻头破损检测装置包括：一电源，所述电源具有第一端和第二端；一第一导电体，所述第一导电体与所述电源的第一端电连接；一第二导电体，所述第二导电体与所述电源的第二端电连接，所述 第一导电体、所述第二导电体及所述电源构成一检测电路，当所述第一导电体与所述第二导电体触点接触时，所述第一导电体与所述第二导电体形成电连接，并使得所述检测电路为闭合电路；一第一探头，所述第一探头与所述第一导电体连接，所述第一探头为绝缘体；一第二探头，所述第二探头与所述第二导电体连接，所述第二探头为绝缘体；及两个弹性元件，所述两个弹性元件分别与所述第一导电体、所述第二导电体连接，所述两个弹性元件施以弹性力使得所述第一探头、所述第二探头分别抵靠于所述钻头的两个相对的刀刃，当所述钻头的刀刃破损时，所述第一探头与第二探头之间的相对位置发生改变，使得所述第一导电体与所述第二导电体触点断开或触点连接，从而使得所述检测电路由闭合电路转换为断开电路或由断开电路转换为闭合电路。 

相对于现有技术，所述钻头破损检测装置采用将所述第一导电体、所述第二导电体及所述电源构成一检测电路，来对所述钻头的刀刃进行检测，其中，与所述第一导电体、所述第二导电体分别连接的所述第一探头、第二探头为绝缘体，并分别抵靠于所述钻头的两个相对的刀刃。所述钻头破损检测装置通过所述检测电路由闭合电路转换为断开电路或由断开电路转换为闭合电路来判断所述钻头的刀刃有破损。所述钻头破损检测装置对所述钻头的刀刃的检测为直接检测，因此，能够精确检测所述钻头的刀刃是否破损。另外，所述钻头破损检测装置结构简单，具有故障率低、成本低等优点。 

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的一种钻头破损检测装置的结构示意图。 

图2为钻头的刀刃完好时本发明第一实施例提供的一种钻头破损检测装置的工作状态示意图。 

图3为钻头的刀刃有破损时本发明第一实施例提供的一种钻头破损检测装置的工作状态示意图。 

图4为本发明第二实施例提供的一种钻头破损检测装置的结构示意图。 

图5为钻头的刀刃完好时本发明第三实施例提供的一种钻头破损检测装置的工作状态示意图。 

图6为钻头的刀刃有破损时本发明第三实施例提供的一种钻头破损检测装置的工作状态示意图。 

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。 

请参阅图1，为本发明第一实施例提供的一种钻头破损检测装置10，其包括：一电源12 ，所述电源12具有第一端122和第二端124；一与所述电源12的第一端122电连接的第一导电体14；一与所述电源12的第二端124电连接的第二导电体16；一与所述第一导电体14连接的第一探头13；一与所述第二导电体16连接的第二探头15；两个分别与所述第一导电体14、第二导电体16连接的弹性元件17、18；及一限流电阻11。 

所述电源12的第一端122为正极，所述电源12的第二端124为负极。可以理解，所述电源12的正负极设置方式也可以为所述电源12的第一端122为负极，所述电源12的第二端124为正极。 

所述第一导电体14的第一端146通过所述限流电阻11，与所述电源12的第一端122电连接。所述第一导电体的中部设有一第一连接部148。所述第一导电体14的第一端146与第一连接部148之间设有一安装孔144。 

所述第二导电体16的第一端166与所述电源12的第二端124电连接，所述第二导电体16的中部设有一第二连接部168。所述第二导电体14的第一端166与第二连接部168之间设有一安装孔164。 

所述第一导电体14的第一连接部148及所述第二导电体16的第二连接部168互相抵靠，使得所述第一导电体14与第二导电体16电连接。所述第一导电体14、第二导电体16、所述电源12及所述限流电阻11构成一闭合的检测电路。其中，所述限流电阻11用于限制所述检测电路的电流，以防止所述检测电路的电流过大，进而影响所述电源12的性能。所述第一导电体14的第一连接部148及所述第二导电体16的第二连接部168均为圆柱体。可以理解，所述第一导电体14的第一连接部148及所述第二导电体16的第二连接部168也可以为其他柱状结构，例如棱柱体。所述第一导电体14的第一连接部148及所述第二导电体16的第二连接部168的结构并无特殊限制，只需要互相接触时能够形成电连接，可让电流通过即可。可以理解，所述第一导电体14与第二导电体16的电连接也可以为：仅所述第一导电体14设有一与所述第二导电体16电连接的第一连接部148，或者仅所述第二导电体16设有与所述第一导电体14电连接的第二连接部168。 

所述第一探头13固定于所述第一导电体14的第二端142，所述第二探头15固定于所述第二导电体16的第二端162。所述第一探头13、第二探头15均为绝缘体。本实施例中，所述绝缘体15的材料为陶瓷材料。可以理解，所述绝缘体15的材料也可以为其他绝缘材料，例如橡胶或塑料。 

所述弹性元件17的第一端172、所述弹性元件18的第一端182分别与所述第一导电体14的第一端146、第二导电体16的第一端166连接，所述弹性元件17的第二端174、所述弹性元件 18的第二端184分别被固定(如图2所示)。本实施例中，所述弹性元件17、18为弹簧。可以理解，所述弹性元件17、18也可以为其他弹性元件，例如橡胶。 

优选地，所述钻头破损检测装置10进一步包括一与所述检测电路电连接的报警装置(图未示)。当所述检测电路为断开状态时，所述报警装置接收所述检测电路的断路信号，并发出警报，该警报可立即提醒操作员采取相应的措施做紧急处理。本实施例中，所述报警装置为扬声器。可以理解，所述报警装置也可以为其他报警装置，例如指示灯。 

本发明第一实施例提供的一种钻头破损检测装置10的工作过程如下： 

请参阅图2，待检测钻头50对工件进行加工过程中，既有图2单箭头所示方向的旋转运动，又有图2双箭头所示方向的往复运动。所述钻头破损检测装置10设置于所述钻头50的一侧，转轴40穿设于所述安装孔144、164。所述弹性元件17的第二端174、所述弹性元件18的第二端184分别被固定，所述两个弹性元件17、18均处于压缩状态，所述两个弹性元件17、18施以弹性力，使得所述第一导电体14的第一连接部148与所述第二导电体16的第二连接部168互相抵靠，从而使得所述第一导电体14与第二导电体16电连接，进而使得所述第一导电体14、第二导电体16、所述电源12及所述限流电阻11构成所述闭合的检测电路，所述第一探头13、第二探头15分别抵靠于所述钻头50的两个相对的刀刃52、54。当所述钻头50的刀刃52、54完好时，所述第一探头13与第二探头15之间的相对位置未发生改变，所述第一探头13、第二探头15仍分别抵靠于所述钻头50的两个相对的刀刃52、54，所述第一导电体14与第二导电体16受力平衡，所述第一导电体14的第一连接部148与第二导电体16的第二连接部168互相抵靠，所述检测电路为闭合状态。所述检测电路向设有所述钻头50的车床或铣床的控制系统反馈通路信号，所述钻头50继续对工件进行加工。 

请参阅图3，当所述钻头50的刀刃54有破损时，所述第一探头13接触到所述钻头50的刀刃54的破损处542时，所述第一导电体14受力不平衡，所述弹性元件17推顶所述第一导电体14，而使得所述第一导电体14绕转轴40旋转而倾斜，从而使得所述第一探头13与第二探头15之间的相对位置发生改变，所述第一导电体14的第一连接部148与所述第二导电体16的第二连接部168相互脱离，进而使得所述检测电路断开。此时，所述检测电路向设有所述钻头50的车床或铣床的控制系统及所述报警装置反馈断路信号。车床或铣床的控制系统传达停机指令以使得所述钻头50停止对工件的加工，以避免造成对工件的加工不良，或是导致车床或铣床的主轴受到损伤；同时，所述报警装置接收所述检测电路的断路信号，并发出警报，该警报可立即提醒操作员采取相应的措施做紧急处理。可以理解，当所述钻头50的刀刃52有破损时，所述第二导电体16受力不平衡，所述弹性元件17推顶所述第二导电体16，而使得所述 第二导电体16绕转轴40旋转而倾斜，从而使得所述第二探头15与第一探头13之间的相对位置发生改变，所述第二导电体16的第二连接部168与所述第一导电体14的第一连接部148相互脱离，所述检测电路同样为断开状态。 

所述钻头破损检测装置10采用将所述第一导电体14、第二导电体16、所述电源12及所述限流电阻11构成一闭合的检测电路，来对所述钻头50的刀刃52、54进行检测，其中，与所述第一导电体14、所述第二导电体16分别连接的所述第一探头13、第二探头15为绝缘体，并分别抵靠于所述钻头50的两个相对的刀刃52、54。所述钻头破损检测装置10通过所述检测电路由闭合电路转换为断开电路来判断所述钻头50的刀刃有破损。所述钻头破损检测装置10对所述钻头50的刀刃的检测为直接检测，因此，能够精确检测所述钻头50的刀刃是否破损。另外，所述钻头破损检测装置10结构简单，具有故障率低、成本低等优点。 

请参阅图4，为本发明第二实施例提供的一种钻头破损检测装置20，所述钻头破损检测装置20与所述第一实施例提供的钻头破损检测装置10的区别在于：所述钻头破损检测装置20采用两个导柱21、29来电连接所述第一导电体24与第二导电体26。所述导柱21、29分别与所述第一导电体24及第二导电体26相连接，并互相抵靠。本实施例中，所述导柱21、29均为圆柱体。可以理解，所述导柱21、29也可以为其他柱状结构，例如棱柱体。所述导柱21、29的结构并无特殊限制，只需要互相接触时能够导通可让电流通过即可。本实施例中，所述导柱21与所述第一导电体24的连接方式及所述导柱29与所述第二导电体26的连接方式均为焊接。可以理解，所述导柱21与所述第一导电体24的连接方式及所述导柱29与所述第二导电体26的连接方式也可以为其他连接方式，例如螺纹连接。 

所述钻头破损检测装置20采用两个导柱来连接所述第一导电体24与第二导电体26，当所述钻头50的刀刃间隙发生改变时，可以更换不同长度的导柱以使得所述第一导电体24的第二端242、第二导电体26的第二端262设有的绝缘体23、25分别抵靠于所述钻头50的刀刃，而不需要更换所述第一导电体24或第二导电体26，从而提高所述第一导电体24、第二导电体26的利用率及降低成本。 

可以理解，也可以通过所述第一导电体、所述第二导电体及所述电源构成的检测电路，由断开电路转换为闭合电路来判断所述钻头有破损。请参阅图5，当所述钻头50的两个相对的刀刃52、54完好时，所述第一导电体34与所述第二导电体36未形成电连接，所述第一导电体34、所述第二导电体36及所述电源32构成的检测电路为断开电路。请参阅图6，当所述钻头50的刀刃54有破损时，所述第一探头33接触到所述钻头50的刀刃54的破损处542时，所述第一导电体34受力不平衡，所述弹性元件37推顶所述第一导电体34，而使得所述第一导电体 34绕转轴60旋转而倾斜，从而使得所述第一探头33与第二探头35之间的相对位置发生改变，并使得所述第一导电体34与所述第二导电体36的第二连接部368接触，而使得所述第一导电体34与所述第二导电体36形成电连接，进而使得所述第一导电体34、所述第二导电体36及所述电源32构成的检测电路闭合。 

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。 

Claims (10)

1.一种钻头破损检测装置，所述钻头设有两个相对的刀刃，其特征在于：所述钻头破损检测装置包括：

一电源，所述电源具有第一端和第二端；

一第一导电体，所述第一导电体与所述电源的第一端电连接；

一第二导电体，所述第二导电体与所述电源的第二端电连接，所述第一导电体、所述第二导电体及所述电源构成一检测电路，当所述第一导电体与所述第二导电体触点接触时，所述第一导电体与所述第二导电体形成电连接，并使得所述检测电路为闭合电路；

一第一探头，所述第一探头与所述第一导电体连接，所述第一探头为绝缘体；

一第二探头，所述第二探头与所述第二导电体连接，所述第二探头为绝缘体；及

两个弹性元件，所述两个弹性元件分别与所述第一导电体、所述第二导电体连接，所述两个弹性元件施以弹性力使得所述第一探头、所述第二探头分别抵靠于所述钻头的两个相对的刀刃，当所述钻头的刀刃破损时，所述第一探头与第二探头之间的相对位置发生改变，使得所述第一导电体与所述第二导电体触点断开或触点连接，从而使得所述检测电路由闭合电路转换为断开电路或由断开电路转换为闭合电路。

2.如权利要求1所述的钻头破损检测装置，其特征在于，所述第一导电体设有一第一连接部，所述第二导电体设有一第二连接部，所述第一导电体的第一连接部与所述第二导电体的第二连接部互相抵靠，而使得所述第一导电体与第二导电体电连接。

3.如权利要求2所述的钻头破损检测装置，其特征在于，所述第一导电体的第一连接部及所述第二导电体的第二连接部分别为一导柱。

4.如权利要求3所述的钻头破损检测装置，其特征在于，所述导柱与所述第一导电体、所述第二导电体的连接方式为焊接或螺纹连接。

5.如权利要求1所述的钻头破损检测装置，其特征在于，所述绝缘体的材料为陶瓷材料。

6.如权利要求1所述的钻头破损检测装置，其特征在于，所述弹性元件为弹簧。

7.如权利要求1所述的钻头破损检测装置，其特征在于，所述钻头破损检测装置进一步包括一与所述检测电路电连接的报警装置，当所述检测电路为断开状态时，所述报警装置接收所述检测电路的断路信号，并发出警报。

8.如权利要求7所述的钻头破损检测装置，其特征在于，所述报警装置为扬声器或指示灯。

9.如权利要求1所述的钻头破损检测装置，其特征在于，进一步包括一限流电阻，所述限流电阻用于限制所述检测电路的电流。

10.如权利要求9所述的钻头破损检测装置，其特征在于，所述限流电阻分别与所述电源、所述第一导电体电连接。

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