CN103878643A - 数控切削加工刀具磨损自动报警装置 - Google Patents

数控切削加工刀具磨损自动报警装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了数控切削加工刀具磨损自动报警装置包括温度传感器（2）、电阻-电压转换电路（3）、NC处理器（4）、报警器（1），温度传感器（2）采集切削加工区的温度值与预先设定在NC处理器（4）的报警温度阈值和中止加工温度阈值比较来实现对刀具磨损的自动报警，当自动报警后操作人员没有及时停机更换刀具时，切削加工区的温度值超过中止加工温度阈值时，所述的NC处理器（4）命令所述的数控机床停机，并持续报警，通知操作人员进行后续处理，这样避免了人工误判导致的生产效率降低或造成被加工材料表面烧伤或者拉伤，甚至报废的问题；还能在操作人员没有及时停机更换刀具时也能自动停机，等待操作人员更换刀具。

Description

数控切削加工刀具磨损自动报警装置
技术领域
本发明涉及数控切削加工刀具磨损自动报警装置。
背景技术
数控切削加工过程中更换磨损的刀具，通常依靠操作人员观察加工中切屑的形状，判断刀具的磨损程度，并依据经验，判断是否停机更换刀具，由于操作人员经验不可控，容易出现误判断，使得过早停机更换仍可用的刀具而降低生产效率；或者没有及时停机更换已磨损不可用的刀具，造成被加工材料表面烧伤或者拉伤，甚至报废。
发明内容
为解决现有技术存在的切削加工过程中需人工判断切削加工刀具是否磨损，进行停机更换易出现误判断，导致生产效率降低或造成被加工材料表面烧伤或者拉伤，甚至报废的问题，本发明提供了数控切削加工刀具磨损自动报警装置。
本发明的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，包括设置在主轴箱上的温度传感器、安装在主轴箱内的电阻-电压转换电路、数控机床自带的NC处理器、安装在数控机床床身上的报警器，所述的温度传感器通过所述的电阻-电压转换电路与所述的NC处理器连接，所述的NC处理器通过电缆与所述的报警器连接。
所述的温度传感器输出与切削部位温度对应的电阻值，所述的电阻值通过所述的电阻-电压转换电路转换成电压值，所述的电压值经NC处理器的AD端子输入所述的NC处理器。
所述的NC处理器的核心元件为西门子PLC 300/400，所述的西门子PLC300/400的主要模块包括数据存储单元，数据处理单元，输入输出单元，所述的输入输出单元包括AD端子。
所述的NC处理器设置有报警NC程序和中止加工报警NC程序。
所述的报警NC程序为机床源程序，编制的框架为通过所述的AD端子接收与温度对应的电压值，并转换为温度数字信号传给所述的数据处理单元，所述的数据处理单元将所述的温度数字信号与预先设置在数据存储单元中的报警温度阈值进行比较，当所述的温度数字信号大于报警温度阈值时，所述的NC处理器向所述的报警器输出报警信号，并将报警温度阈值显示在人机交互界面上。
进一步，所述的中止加工报警NC程序为机床源程序，编制的框架为所述的数据存储单元预先还设置有中止加工温度阈值，所述的数据处理单元还将大于报警温度阈值的温度数字信号与所述的中止加工温度阈值进行比较，当大于报警温度阈值的温度数字信号大于中止加工温度阈值时，所述的NC处理器向数控机床伺服电机输出中止加工信号，并继续向所述的报警器发出报警信号，且将中止加工温度阈值显示在人机交互界面上。
所述的报警温度阈值和所述的中止加工温度阈值由机床源程序自带，并自动根据不同的加工刀具识别和调整。
所述的温度传感器为金属热电阻传感器，所述的金属热电阻传感器敏感元件为铂热电阻。
所述的电阻-电压转换电路主要元件为电阻和外部电源。
所述的报警器是声光报警器。
本发明相比于现有技术具有如下积极效果，本发明的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，通过切削加工区的温度值与预先设定的报警温度阈值进行比较，来实现对刀具磨损的自动报警，进一步，预先设定了中止加工温度阈值，当自动报警后操作人员没有及时停机更换刀具时，随着切削加工区的温度进一步升高，切削加工区的温度值超过中止加工温度阈值时，所述的NC处理器调用中止加工报警NC程序命令所述的数控机床停机，并持续报警，通知操作人员进行后续处理。这样切削加工过程中不需人工判断切削加工刀具是否磨损，避免了误判导致的生产效率降低或造成被加工材料表面烧伤或者拉伤，甚至报废的问题；进一步还能在操作人员没有及时停机更换刀具时也能自动停机，等待操作人员更换刀具。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。
图1是本发明的数控切削加工刀具磨损自动报警装置组成示意图。
图2是本发明的数控切削加工刀具磨损自动报警装置安装示意图。
图3是本发明的数控切削加工刀具磨损自动报警装置的工作原理图。
图中：1.报警器，2.温度传感器，3.电阻-电压转换电路，4.NC处理器，5.数控机床床身，6.主轴箱，7 .切削加工刀具。
具体实施方式
图1示出了本发明的数控切削加工刀具磨损自动报警装置的组成，其组成包括报警器1、温度传感器2、电阻-电压转换电路3、NC处理器4。
图2示出了本发明的数控切削加工刀具磨损自动报警装置的一种实施例，其中温度传感器2安装在主轴箱6上、便于探测切削加工刀具7的切削部位温度的位置，电阻-电压转换电路3安装在主轴箱6内部，NC处理器4为数控机床自带部件，报警器1安装在数控机床床身5上、便于操作人员观察的位置，温度传感器2通过电阻-电压转换电路3与NC处理器4连接， NC处理器4通过电缆与报警器1连接。
图3示出了本发明的数控切削加工刀具磨损自动报警装置的工作原理图，所述的温度传感器2输出与切削部位温度对应的电阻值，所述的电阻值通过所述的电阻-电压转换电路3转换成与温度对应的电压值，所述的电压值经NC处理器的AD端子转换为温度数字信号后输入所述的NC处理器4，所述的NC处理器4接收所述的温度数字信号后判断是否向所述的报警器1发出报警信号，并将报警温度阈值显示在人机交互界面上；所述的NC处理器4接收所述的温度数字信号后还判断是否向数控机床伺服电机输出中止加工信号，并继续向所述的报警器1发出报警信号，且将中止加工温度阈值显示在人机交互界面上。
所述的NC处理器4的核心元件为西门子PLC 300/400，所述的西门子PLC300/400的主要模块包括数据存储单元，数据处理单元，输入输出单元，所述的输入输出单元包括AD端子。
所述的NC处理器4设置有报警NC程序和中止加工报警NC程序，编制的框架为所述的AD端子接收与温度对应的电压值，并转换为温度数字信号传给所述的数据处理单元，所述的数据处理单元将所述的温度数字信号与预先设置在数据存储单元中的报警温度阈值进行比较，当所述的温度数字信号大于报警温度阈值时，所述的NC处理器4向所述的报警器1输出报警信号，并将报警温度阈值显示在人机交互界面上；所述的数据存储单元预先还设置有中止加工温度阈值，当操作人员没有进行后续处理时，所述的数据处理单元还将大于报警温度阈值的温度数字信号与所述的中止加工温度阈值进行比较，当大于报警温度阈值的温度数字信号大于中止加工温度阈值时，所述的NC处理器4向数控机床伺服电机输出中止加工信号，并继续向所述的报警器1发出报警信号，且将中止加工温度阈值显示在人机交互界面上。
所述的报警温度阈值和所述的中止加工温度阈值由机床源程序自带，并自动根据不同的加工刀具识别和调整。
所述的温度传感器2为金属热电阻传感器，所述的金属热电阻传感器敏感元件为铂热电阻。
所述的电阻-电压转换电路3主要元件为电阻和外部电源。
所述的报警器1是声光报警器。

Claims (11)

1. 数控切削加工刀具磨损自动报警装置，其特征在于：包括设置在主轴箱（6）上的温度传感器（2）、安装在主轴箱（6）内的电阻-电压转换电路（3）、数控机床自带的NC处理器（4）、安装在数控机床床身上的报警器（1），所述的温度传感器（2）通过所述的电阻-电压转换电路（3）与所述的NC处理器（4）连接，所述的NC处理器（4）通过电缆与所述的报警器（1）连接。
2.根据权利要求1所述的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，其特征在于：所述的温度传感器（2）输出与切削部位温度对应的电阻值，所述的电阻值通过所述的电阻-电压转换电路（3）转换成电压值，所述的电压值经NC处理器（4）的AD端子输入所述的NC处理器（4）。
3.根据权利要求2任一所述的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，其特征在于：所述的NC处理器（4）的核心元件为西门子PLC 300/400，所述的西门子PLC300/400的主要模块包括数据存储单元，数据处理单元，输入输出单元，所述的输入输出单元包括AD端子。
4.根据权利要求3所述的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，其特征在于：所述的NC处理器（4）设置有报警NC程序和中止加工报警NC程序。
5.根据权利要求4所述的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，其特征在于：所述的报警NC程序为机床源程序，编制的框架为通过所述的AD端子接收与温度对应的电压值，并转换为温度数字信号传给所述的数据处理单元，所述的数据处理单元将所述的温度数字信号与预先设置在数据存储单元中的报警温度阈值进行比较，当所述的温度数字信号大于报警温度阈值时，所述的NC处理器向所述的报警器输出报警信号，并将报警温度阈值显示在人机交互界面上。
6.根据权利要求4所述的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，其特征在于：所述的中止加工报警NC程序为机床源程序，编制的框架为所述的数据存储单元预先还设置有中止加工温度阈值，所述的数据处理单元还将大于报警温度阈值的温度数字信号与所述的中止加工温度阈值进行比较，当大于报警温度阈值的温度数字信号大于中止加工温度阈值时，所述的NC处理器向数控机床伺服电机输出中止加工信号，并继续向所述的报警器发出报警信号，且将中止加工温度阈值显示在人机交互界面上。
7.根据权利要求1至6任一所述的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，其特征在于：所述的温度传感器（2）为金属热电阻传感器，所述的金属热电阻传感器敏感元件为铂热电阻。
8.根据权利要求7所述的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，其特征在于：所述的电阻-电压转换电路(3)主要元件为电阻和外部电源。
9.根据权利要求8所述的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，其特征在于：所述的报警器(1)是声光报警器。
10.根据权利要求5所述的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，其特征在于：所述的报警温度阈值由机床源程序自带，并自动根据不同的加工刀具识别和调整。
11.根据权利要求6所述的数控切削加工刀具磨损自动报警装置，其特征在于：所述的中止加工温度阈值由机床源程序自带，并自动根据不同的加工刀具识别和调整。
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