CN106346314A - 一种刀具磨损监测系统及装置 - Google Patents

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程凯
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Abstract

一种刀具磨损监测系统及装置，该系统包括用于驱动工件的传动模块(1)、用于加工所述工件的给进模块(2)、采集模块(3)、数据处理模块(4)以及控制模块(5)；通过设定刀头温度阀值，并通过控制模块(5)将刀头温度控制在阀值之下。本装置通过将切削过程将切削温度控制在低于临界切削温度范围内，避免了刀具因为过热而产生快速磨损。

Description

一种刀具磨损监测系统及装置
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体涉及刀具磨损监测系统及装置。
技术背景
随着切削过程的进行，刀具不断发生磨损，从而使得刀具和切屑、后刀面和工件之间的摩擦加大，产生更多的切削热，致使切削温度逐渐升高，当磨损量达到一定程度后，将会降低工件尺寸精度和表面粗糙度并引起切削系统的振动。当切削温度升高到一临界值时，刀具将发生急剧磨损，若使得切削温度始终低于该临界温度，则可以延缓刀具的磨损从而提高刀具寿命。切削温度与刀具磨损有着密切的联系，切削温度可以间接反映出刀具的磨损情况。
基于此，本文建立了切削温度与刀具磨损之间的关系，提出了一种基于切削温度反馈的刀具磨损监测系统。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种刀具磨损监测系统及装置。
本发明的技术方案如下：
一种刀具磨损监测系统，其特征在于，该系统包括用于驱动工件的传动模块(1)、用于所述工件的给进模块(2)、采集模块(3)、数据处理模块(4)以及控制模块(5)；
所述采集模块(3)用于采集所述给进模块(2)中刀头的温度，并将温度信息发送给数据处理模块(4)；
所述数据处理模块(4)中设定有相对所述给进模块(2)中刀头设置的温度阀值，所述数据处理模块(4)将获取的温度信息与阀值相比较，并根据比较结果发送控制信息给控制模块(5)；
所述控制模块(5)接收所述数据处理模块(4)发送的比较结果，并根据比较结果控制与之连接的所述传动模块(1)中的伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息大于阀值信息，所述控制模块(5)降低所述伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息小于阀值信息，所述控制模块(5)提高所述伺服电机的运行速度。
进一步的，所述给进模块(2)中设置有冷却装置，所述冷却装置设置在所述刀头中，所述冷却装置为冷却管道和设置在器内的冷却液，所述冷却液通过连接泵进行驱动。
进一步的，所述控制模块(5)为PID控制模块。
一种刀具磨损监测装置，其特征在于：该装置包括用于驱动工件的传动模块(1)、用于所述工件的给进模块(2)、采集模块(3)、数据处理模块(4)以及控制模块(5)；
所述传动模块(1)包括伺服电机，固定在所述伺服电机驱动端的卡盘，所述卡盘用于夹持工件；
所述给进模块(2)包括刀头，以及用于给进所述刀头的给进动力装置，所述给进动力装置用于推进所述刀头用于所述工件；
所述采集模块(3)中设置有温度传感器，所述温度传感器用于监测所述刀头的温度，并将温度信息发送给数据处理模块(4)；
所述数据处理模块(4)中设定有相对所述给进模块(2)中刀头设置的温度阀值，所述数据处理模块(4)将获取的温度信息与阀值相比较，并根据比较结果发送控制信息给控制模块(5)；
所述控制模块(5)接收所述数据处理模块(4)发送的比较结果，并根据比较结果控制与之连接的所述传动模块(1)中的伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息大于阀值信息，所述控制模块(5)降低所述伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息小于阀值信息，所述控制模块(5)提高所述伺服电机的运行速度。
进一步的，所述给进模块(2)中设置有冷却装置，所述冷却装置设置在所述刀头中，所述冷却装置为冷却管道和设置在器内的冷却液，所述冷却液通过连接泵进行驱动。
进一步的，所述控制模块(5)为PID控制模块。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本装置通过将切削过程将切削温度控制在低于临界切削温度范围内，避免了刀具因为过热而产生快速磨损。
附图说明
图1、本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，本发明一较佳实施例所述的一种刀具磨损监测系统，其特征在于，该系统包括用于驱动工件的传动模块(1)、用于加工所述工件的给进模块(2)、采集模块(3)、数据处理模块(4)以及控制模块(5)；
所述采集模块(3)用于采集所述给进模块(2)中刀头的温度，并将温度信息发送给数据处理模块(4)；
所述数据处理模块(4)中设定有相对所述给进模块(2)中刀头设置的温度阀值，所述数据处理模块(4)将获取的温度信息与阀值相比较，并根据比较结果发送控制信息给控制模块(5)；
所述控制模块(5)接收所述数据处理模块(4)发送的比较结果，并根据比较结果控制与之连接的所述传动模块(1)中的伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息大于阀值信息，所述控制模块(5)降低所述伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息小于阀值信息，所述控制模块(5)提高所述伺服电机的运行速度。
-所述给进模块(2)中设置有冷却装置，所述冷却装置设置在所述刀头中，所述冷却装置为冷却管道和设置在器内的冷却液，所述冷却液通过连接泵进行驱动。
-所述控制模块(5)为PID控制模块。
一种刀具磨损监测装置，其特征在于：该装置包括用于驱动工件的传动模块(1)、用于加工所述工件的给进模块(2)、采集模块(3)、数据处理模块(4)以及控制模块(5)；
所述传动模块(1)包括伺服电机，固定在所述伺服电机驱动端的卡盘，所述卡盘用于夹持工件；
所述给进模块(2)包括刀头，以及用于给进所述刀头的给进动力装置，所述给进动力装置用于推进所述刀头用于加工所述工件；
所述采集模块(3)中设置有温度传感器，所述温度传感器用于监测所述刀头的温度，并将温度信息发送给数据处理模块(4)；
所述数据处理模块(4)中设定有相对所述给进模块(2)中刀头设置的温度阀值，所述数据处理模块(4)将获取的温度信息与阀值相比较，并根据比较结果发送控制信息给控制模块(5)；
所述控制模块(5)接收所述数据处理模块(4)发送的比较结果，并根据比较结果控制与之连接的所述传动模块(1)中的伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息大于阀值信息，所述控制模块(5)降低所述伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息小于阀值信息，所述控制模块(5)提高所述伺服电机的运行速度。
-所述给进模块(2)中设置有冷却装置，所述冷却装置设置在所述刀头中，所述冷却装置为冷却管道和设置在器内的冷却液，所述冷却液通过连接泵进行驱动。
-所述控制模块(5)为PID控制模块。
本发明至少具有以下优点：
本装置通过将切削过程将切削温度控制在低于临界切削温度范围内，避免了刀具因为过热而产生快速磨损。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种刀具磨损监测系统，其特征在于，该系统包括用于驱动工件的传动模块(1)、用于加工所述工件的给进模块(2)、采集模块(3)、数据处理模块(4)以及控制模块(5)；
所述采集模块(3)用于采集所述给进模块(2)中刀头的温度，并将温度信息发送给数据处理模块(4)；
所述数据处理模块(4)中设定有相对所述给进模块(2)中刀头设置的温度阀值，所述数据处理模块(4)将获取的温度信息与阀值相比较，并根据比较结果发送控制信息给控制模块(5)；
所述控制模块(5)接收所述数据处理模块(4)发送的比较结果，并根据比较结果控制与之连接的所述传动模块(1)中的伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息大于阀值信息，所述控制模块(5)降低所述伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息小于阀值信息，所述控制模块(5)提高所述伺服电机的运行速度。
2.根据权利要求1所述的一种刀具磨损监测系统，其特征在于：所述给进模块(2)中设置有冷却装置，所述冷却装置设置在所述刀头中，所述冷却装置为冷却管道和设置在器内的冷却液，所述冷却液通过与之连接的泵进行驱动。
3.根据权利要求2所述的一种刀具磨损监测系统，其特征在于：所述控制模块(5)为PID控制模块。
4.一种刀具磨损监测装置，其特征在于：该装置包括用于驱动工件的传动模块(1)、用于加工所述工件的给进模块(2)、采集模块(3)、数据处理模块(4)以及控制模块(5)；
所述传动模块(1)包括伺服电机，固定在所述伺服电机驱动端的卡盘，所述卡盘用于夹持工件；
所述给进模块(2)包括刀头，以及用于给进所述刀头的给进动力装置，所述给进动力装置用于推进所述刀头用于加工所述工件；
所述采集模块(3)中设置有温度传感器，所述温度传感器用于监测所述刀头的温度，并将温度信息发送给数据处理模块(4)；
所述数据处理模块(4)中设定有相对所述给进模块(2)中刀头设置的温度阀值，所述数据处理模块(4)将获取的温度信息与阀值相比较，并根据比较结果发送控制信息给控制模块(5)；
所述控制模块(5)接收所述数据处理模块(4)发送的比较结果，并根据比较结果控制与之连接的所述传动模块(1)中的伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息大于阀值信息，所述控制模块(5)降低所述伺服电机的运行速度；若比较结果中温度信息小于阀值信息，所述控制模块(5)提高所述伺服电机的运行速度。
5.根据权利要求4所述的一种刀具磨损监测装置，其特征在于：所述给进模块(2)中设置有冷却装置，所述冷却装置设置在所述刀头中，所述冷却装置为冷却管道和设置在器内的冷却液，所述冷却液通过连接泵进行驱动。
6.根据权利要求5所述的一种刀具磨损监测装置，其特征在于：所述控制模块(5)为PID控制模块。
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