CN105204483A - 一种数控加工刀具管理信息采集装置 - Google Patents

一种数控加工刀具管理信息采集装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数控加工刀具管理信息采集装置，包括微处理器及分别与微处理器双向通讯连接的无线传感单元、探测头运动控制单元、异常诊断单元及报警单元；无线传感单元的输出端通过电缆连接一无线传感探测头，无线传感探测头与刀具信息载体无线通信连接；探测头运动控制单元的输出端连接无线传感探测头的输入端；还设置一总线网络单元，总线网络单元一端与微处理器双向通讯连接，另一端通过工业现场总线分别与刀具管理数据库及数控加工系统双向通讯连接。本发明进行数控加工刀具管理信息采集，实现刀具透明化、自动化、协同化管理，进一步缩短刀具生产准备时间，降低刀具库存量，提高刀具利用率，有效提高生产效率、降低生产成本。

Description

一种数控加工刀具管理信息采集装置
技术领域
本发明涉及刀具信息管理技术，特别是涉及一种数控加工刀具管理信息采集装置。
背景技术
刀具作为现代机械制造企业重要的加工工具，具有规格多、数量大、使用频繁、损耗率高等特点，从客观上给刀具的管理带来很大困难。传统刀具管理的信息主要靠条码、刻字或刀座上的码盘等来识别，人工录入信息，对刀具进行跟踪、测量、记录。随着加工效率和自动化程度的提高、换刀更加频繁，这种传统的人工跟踪刀具信息的方式已难以满足目前的数控加工对刀具信息的需求。因而刀具缺少行之有效的管理将会直接影响到企业的生产效率和制造成本。
目前的刀具信息采集存在如下技术问题：（1）刀具信息的载体问题，目前的载体，能够记载的信息量太少，无法包含刀具规格、加工参数等信息，且方便进行修改、增删；（2）刀具信息的识别问题，目前采用人工识别，识别效率低，易出错；（3）刀具信息的录入问题，目前采用手动录入到机床，速度慢；（4）刀具信息的共享问题，目前采用的信息采集方法，无法实时更新数据库。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种数控加工刀具管理信息采集装置，方便快捷地实现刀具信息采集及管理，提高生产效率，降低生产成本。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种数控加工刀具管理信息采集装置，包括微处理器及分别与微处理器双向通讯连接的无线传感单元、探测头运动控制单元、异常诊断单元及报警单元；无线传感单元的输出端通过电缆连接一无线传感探测头，无线传感探测头与刀具信息载体无线通信连接；所述探测头运动控制单元的输出端连接无线传感探测头的输入端。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述采集装置还设置一总线网络单元，总线网络单元一端与微处理器双向通讯连接，另一端与工业现场总线双向通讯连接。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述总线网络单元通过工业现场总线分别与刀具管理数据库及数控加工系统双向通讯连接。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述采集装置还设置一电源单元，电源单元的输出端分别与微处理器、总线网络单元、无线传感单元、探测头运动控制单元、异常诊断单元及报警单元的输入端电连接。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述异常诊断单元设置判断模块，用于实时监控采集装置是否工作正常及用于监控采集数据、传递参数的正确性，出现异常时通过总线网线单元反馈至数控系统数控加工系统，同时报警单元发出报警。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述刀具信息载体为非接触式信息载体，非接触式信息载体上存储刀具信息。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述刀具信息包括刀具型号、刀具使用次数、刀具剩余次数、刀具剩余寿命、刀刃半径、刀刃长度及加工参数信息。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述无线传感探测头为非接触式无线传感探测头，用于通过射频电缆延伸安排到数控机床内的装刀位及换刀位。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述无线传感探测头为精密无线传感探头。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述探测头运动控制单元设置控制探测头伸缩驱动电路，所述探测头伸缩驱动电路在需要采集刀具信息或传递加工参数时，驱动无线传感探测头伸出，不需要采集数据时，驱动精密无线传感探测头缩回。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
第一、改进刀具信息的载体，环境适应能力更强，能够记载的信息更多的信息，且方便进行修改、增删；
第二、改进刀具信息的识别方式，采用非接触式无线识别，识别距离远、速度快、可靠性高；
第三、改进刀具信息的录入方式，本装置可通过总线与数控系统无缝对接，对采集到的信息可自动录入，实时处理；
第四、允许刀具信息的共享，通过现场总线，数控系统、后台刀具数据库可实现互联，系统可实时更新刀具、加工参数数据库；
使用本装置进行数控加工刀具管理信息采集，实现刀具透明化、自动化、协同化管理，进一步缩短刀具生产准备时间，降低刀具库存量，提高刀具利用率，可以有效地提高生产效率、降低生产成本。
附图说明
图1为本发明的采集装置结构示意图；
图2为本发明的采集装置工作流程图。
具体实施方式
本发明的主旨在于克服现有技术的不足，提供一种数控加工刀具管理信息采集装置，进行数控加工刀具管理信息采集，实现刀具透明化、自动化、协同化管理，进一步缩短刀具生产准备时间，降低刀具库存量，提高刀具利用率，可以有效地提高生产效率、降低生产成本。下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本发明的技术特征及优点进行更深入的诠释。
本发明的采集装置结构示意图如图1、2所示，一种数控加工刀具管理信息采集装置，包括微处理器及分别与微处理器双向通讯连接的无线传感单元、探测头运动控制单元、异常诊断单元及报警单元；无线传感单元的输出端通过电缆连接一无线传感探测头，无线传感探测头与刀具信息载体无线通信连接；所述探测头运动控制单元的输出端连接无线传感探测头的输入端。本发明中，微处理器由单片机组成，实现数据的采集、传输及控制，无线传感单元由无线传感器组成。报警单元可设置一蜂鸣器或者扬声器，通过蜂鸣声或者喇叭声提醒用户。异常诊断单元可设置为逻辑电路，通过逻辑判断实现异常诊断。
与现有技术不同的是，本发明改进了刀具信息的载体，将刀具信息置入载体，环境适应能力更强，能够记载的信息更多的信息，且方便进行修改、增删。本发明所述刀具信息载体为非接触式信息载体，非接触式信息载体上存储刀具信息；所述刀具信息包括刀具型号、刀具使用次数、刀具剩余次数、刀具剩余寿命、刀刃半径、刀刃长度及加工参数等信息。优选地，本发明所述的刀具信息载体采用非接触式识别技术，具有识别（写入）速度快、存储空间大、非接触、工作距离远、工作环境适应能力强等特点。在每一个刀具上设置一刀具信息载体，刀具信息载体上存储刀具型号、刀具使用次数、刀具剩余次数、刀具剩余寿命、刀刃半径（多个）、刀刃长度（多个）以及加工参数等信息。
优选地，刀具信息的录入方式与以往不同，本装置可通过总线网络单元与数控加工系统无缝对接，对采集到的信息可自动录入，实时处理，并通过工业现场总线，数控加工系统、后台刀具数据库可实现互联，系统可实时更新刀具、加工参数数据库。
如图1、2所示，为了使得刀具信息与刀具管理数据库及数控加工系统实现无缝对接，本发明所述采集装置还设置一总线网络单元，总线网络单元一端与微处理器双向通讯连接，另一端与工业现场总线双向通讯连接，本发明所述总线网络单元通过工业现场总线分别与刀具管理数据库及数控加工系统双向通讯连接。本发明所述的总线网络单元是刀具管理信息采集与数控加工系统互联互通的桥梁，采用工业数据领域中的最常用的通信方式，即现场总线。这种通信方式具有可靠性、实时性、灵活性高等特点。由于数控加工机床均支持现场总线，本装置很方便将采集到的刀具信息集成到数控系统中，实现无缝融合。此外，刀具数据库也可以通过现场总线与本装置、数控系统互联，从而实现设备互联、信息共享、实时控制。
如图1所示，为了提高整个采集装置的安全性能，确保供电正常及采集数据正常，本发明所述采集装置还设置一电源单元，电源单元的输出端分别与微处理器、总线网络单元、无线传感单元、探测头运动控制单元、异常诊断单元及报警单元的输入端电连接。通过提供一电源单元，为整个装置供电。
优选地，本发明所述异常诊断单元设置判断模块（例如判断模块可以为逻辑电路），用于实时监控采集装置是否工作正常及用于监控采集数据、传递参数的正确性，出现异常时通过总线网线单元反馈至数控系统数控加工系统，同时报警单元发出报警。例如，本发明可以设置一套正确或者正常范围内的数据及参数，同时对采集的数据及传递的参数进行监控及比较，当发现出现异常时，将异常情况通过总线网络单元反馈给数控加工系统，另外，通过报警单元发出报警提醒工人发生异常状况，需要暂停以便排查问题，当异常状况解除后方可继续工作。
本发明中，为了使数据更加精准，所述无线传感探测头为精密无线传感探头。本发明所述无线传感探测头为非接触式无线传感探测头，用于通过射频电缆延伸安排到数控机床内的装刀位及换刀位。例如，实际工作过程中，精密无线传感探测头采用非接触式识别技术，采集数据速度快、信息流量大，可靠性好，可通过射频电缆延伸安排到数控机床内的装刀位、换刀位。
本发明所述的无线传感探测头由探测头运动控制单元控制伸缩，本发明所述探测头运动控制单元设置控制探测头伸缩驱动电路（例如驱动电路可以设置驱动马达），所述探测头伸缩驱动电路在需要采集刀具信息或传递加工参数时，驱动无线传感探测头伸出，不需要采集数据时，驱动精密无线传感探测头缩回，避免探测头与高速运转的机床传动部件发生碰撞，保证数控机床、探测头的安全。
本发明的采集装置工作流程图如图2所示，工作原理如下：刀具信息载体安装于刀具上，且刀具信息载体上存储刀具型号、刀具使用次数、刀具剩余次数、刀具剩余寿命、刀刃半径（多个）、刀刃长度（多个）以及加工参数等信息。需要采集刀具信息或传递加工参数时，探测头运动控制单元驱动精密无线传感探测头伸出，无线传感探测头通过无线电对刀具信息载体上的采集刀具信息或传递加工参数进行采集，采集后由无线传感单元传送至微处理器，微处理器将数据发送至异常诊断单元，实时监控采集装置是否工作正常及用于监控采集数据、传递参数的正确性，出现异常时反馈给微处理器，微处理器将数据通过总线网线单元反馈至数控系统数控加工系统，同时发出一报警指令由报警单元发出报警。且正常的数据通过工业现场总线，数控加工系统、刀具管理数据库可实现互联，系统可实时更新刀具、加工参数数据库，实现刀具信息的共享。完成工作后，探测头运动控制单元驱动精密无线传感探测头缩回。
通过以上实施例中的技术方案对本发明进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例为本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种数控加工刀具管理信息采集装置，其特征在于：包括微处理器及分别与微处理器双向通讯连接的无线传感单元、探测头运动控制单元、异常诊断单元及报警单元；无线传感单元的输出端通过电缆连接一无线传感探测头，无线传感探测头与刀具信息载体无线通信连接；所述探测头运动控制单元的输出端连接无线传感探测头的输入端。
2.根据权利要求1所述的数控加工刀具管理信息采集装置，其特征在于：所述采集装置还设置一总线网络单元，总线网络单元一端与微处理器双向通讯连接，另一端与工业现场总线双向通讯连接。
3.根据权利要求2所述的数控加工刀具管理信息采集装置，其特征在于：所述总线网络单元通过工业现场总线分别与刀具管理数据库及数控加工系统双向通讯连接。
4.根据权利要求2或3所述的数控加工刀具管理信息采集装置，其特征在于：所述采集装置还设置一电源单元，电源单元的输出端分别与微处理器、总线网络单元、无线传感单元、探测头运动控制单元、异常诊断单元及报警单元的输入端电连接。
5.根据权利要求4所述的数控加工刀具管理信息采集装置，其特征在于：所述异常诊断单元设置判断模块，用于实时监控采集装置是否工作正常及用于监控采集数据、传递参数的正确性，出现异常时通过总线网线单元反馈至数控系统数控加工系统，同时报警单元发出报警。
6.根据权利要求1所述的数控加工刀具管理信息采集装置，其特征在于：所述刀具信息载体为非接触式信息载体，非接触式信息载体上存储刀具信息。
7.根据权利要求6所述的数控加工刀具管理信息采集装置，其特征在于：所述刀具信息包括刀具型号、刀具使用次数、刀具剩余次数、刀具剩余寿命、刀刃半径、刀刃长度及加工参数信息。
8.根据权利要求1所述的数控加工刀具管理信息采集装置，其特征在于：所述无线传感探测头为非接触式无线传感探测头，用于通过射频电缆延伸安排到数控机床内的装刀位及换刀位。
9.根据权利要求8所述的数控加工刀具管理信息采集装置，其特征在于：所述无线传感探测头为精密无线传感探头。
10.根据权利要求8或9所述的数控加工刀具管理信息采集装置，其特征在于：所述探测头运动控制单元设置控制探测头伸缩驱动电路，所述探测头伸缩驱动电路在需要采集刀具信息或传递加工参数时，驱动无线传感探测头伸出，不需要采集数据时，驱动精密无线传感探测头缩回。
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