CN108873814A - 监测系统、监测方法及存储设备 - Google Patents

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徐文武
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Abstract

本发明提出一种监测系统，其应用于一装设于加工设备上的监测装置上，监测装置包括：电流传感器；振动传感器；通讯单元；处理器，适于实现各指令；存储设备，适于存储多条指令，存储设备还存储有多种检测模型，指令适于由处理器加载并执行：控制电流传感器对加工主轴的电流强度进行检测；控制振动传感器对装设于加工主轴上的刀具的振动加速度进行检测，并由通讯单元将检测的振动加速度值传送至处理器；根据刀具的种类选取相应的电流强度阈值及振动加速度阈值，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与上述选取的相应电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺。上述监测系统监测准确。本发明还提出了一种监测方法及存储设备。

Description

监测系统、监测方法及存储设备
技术领域
本发明涉及一种监测装置，特别是一种用于对刀具的磨损情况进行在线实时监测的监测系统、监测方法及存储设备。
背景技术
传统的CNC机台使用刀具对工件进行加工的过程中，如果刀具发生崩缺现象而不及时更换刀具，对正在加工的工件造成损坏。现有技术中，刀具状态的识别是通过操作员的经验进行判断，易造成误判，准确度低。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种能够准确地对刀具的崩缺现象进行实时监测的监测系统、监测方法及存储设备以解决上述问题。
一种监测系统，所述监测系统应用于一装设于加工设备上的监测装置上，所述监测装置包括：
电流传感器，所述电流传感器设置于所述加工设备上并与所述加工设备的加工主轴的输入线缆电性连接；
振动传感器，所述振动传感器设置于所述加工主轴上；
通讯单元；
处理器，适于实现各指令；
存储设备，适于存储多条指令，所述存储设备还存储有多种检测模型，所述指令适于由所述处理器加载并执行：控制所述电流传感器对使用中的所述加工主轴的电流强度进行检测，并由所述通讯单元将检测所得的电流强度值传送至所述处理器；控制所述振动传感器对使用中的装设于所述加工主轴上的刀具的振动加速度进行检测，并由所述通讯单元将检测的所述振动加速度值传送至所述处理器；根据刀具的种类选取相应的电流强度阈值及振动加速度阈值，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与上述选取的相应电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺现象。
一种监测方法，其包括：
控制一电流传感器对使用中的一加工设备的加工主轴的电流强度进行检测，并由一通讯单元将检测所得的电流强度值传送至一处理器；
控制一振动传感器对使用中的装设于所述加工主轴上的刀具的振动加速度进行检测，并由所述通讯单元将检测的所述振动加速度值传送至所述处理器；
根据刀具的种类选取相应的电流强度阈值及振动加速度阈值，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与上述选取的相应电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺现象。
一种存储设备，该存储设备存储多条指令，所述指令适于由一处理器加载并执行：
控制一电流传感器对使用中的一加工设备的加工主轴的电流强度进行检测，并由一通讯单元将检测所得的电流强度值传送至一处理器；
控制一振动传感器对使用中的装设于所述加工主轴上的刀具的振动加速度进行检测，并由所述通讯单元将检测的所述振动加速度值传送至所述处理器；
根据刀具的种类选取相应的电流强度阈值及振动加速度阈值，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与上述选取的相应电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺现象。
上述监测系统、监测方法及储存设备通过电流传感器及振动传感器分别对使用中的加工主轴的电流强度值及刀具的振动加速度值进行实施检测，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与相应的电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺现象，从而便于实时监测刀具是否发生崩缺的现象而及时提醒更换刀具，操作简单。
附图说明
图1是本发明一实施方式的监测装置的模块示意图。
图2是本发明一实施方式的监测系统的模块示意图。
图3是本发明一实施方式的监测方法的流程示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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。
需要说明的是，当一个元件或组件被认为是“连接”另一个元件或组件，它可以是直接连接到另一个元件或组件或者可能同时存在居中设置的元件或组件。当一个元件或组件被认为是“设置在”另一个元件或组件，它可以是直接设置在另一个元件或组件上或者可能同时存在居中设置的元件或组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参考图1，图1为本发明所提供的实施方式的一种监测装置100的模块示意图。监测装置100设置于一加工设备(图未示)上以对装设于加工设备上的刀具(图未示)的崩缺情况进行实时监测。监测装置100包括处理器10、存储设备20、电流传感器30、振动传感器40、通讯单元50、显示器60及提醒单元70。存储设备20、电流传感器30、振动传感器40、通讯单元50、显示器60、提醒单元70与处理器10电性连接。
处理器10可以是中央处理器、数字信号处理器或者单片机等。处理器10用于处理相关数据及发送多条指令。
存储设备20能够存储相关数据及多条指令，且所述指令适于由处理器10加载并执行相关动作。存储设备20还能够存储不同种类的刀具出现崩缺现象时对应的加工主轴的电流强度阈值及刀具的振动加速度阈值。上述加工主轴的电流强度阈值及刀具的振动加速度阈值为根据不同种类的刀具通过有效次崩缺失效试验获得的。
可理解，存储设备20可为硬盘、U盘、随机存取存储器等。
在至少一实施方式中，存储设备20可以是内部存储系统，例如闪存、随机读取存储器RAM及可读取的存储器ROM等。
在至少一实施方式中，存储设备20还可以是一个存储系统，例如影碟、存储卡、或者数据存储媒介等。存储设备20还包括不稳定或者稳定的存储设备。
在至少一实施方式中，存储设备20包括两个或者多个存储设备，例如，其中一个存储设备为记忆体，其中另一个存储设备为驱动器。此外，存储设备20还可以全部或者部分独立于监测装置100。
电流传感器30设置于加工设备(图未示)上并与加工设备的加工主轴的输入线缆(图未示)电性连接。电流传感器30能够实时检测加工主轴的电流强度值并将检测的电流强度值通过通讯单元50传送至处理器10及存储设备20。
振动传感器40设置于加工设备的加工主轴(图未示)上。振动传感器40能够实时检测装设于加工主轴上的刀具(图未示)在使用过程中的振动加速度值并将检测的振动加速度值通过通讯单元50传送至处理器10及存储设备20。
通讯单元50能够实时将电流传感器30及振动传感器40的检测数据进行采集并传送至处理器10及存储设备20。
显示器60用于实时地显示加工设备上的加工主轴及刀具的检测数据及刀具判定结果。
提醒单元70能够根据检测及判定结果做出提醒。所述提醒的方式包括但不限于声音提醒、信息提醒、闪灯加警报提醒等，具体可根据实际需要设置。本实施例中，提醒单元70为能够发出声音警报，当刀具(图未示)发生崩缺现象时，提醒单元70发出声音警报。
请参阅图2，图2为本发明一实施方式中监测系统200的模块示意图。监测系统200应用于监测装置100上。监测系统200包括电流检测控制模块210、振动检测控制模块220、检测判定模块230、通讯控制模块240及提醒控制模块250。在一实施方式中，电流检测控制模块210、振动检测控制模块220、检测判定模块230、通讯控制模块240及提醒控制模块250为存储于所述监测装置100的存储设备20中的，能够被所述监测装置100的处理器10所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序指令段。在其他实施方式中，所述监测系统200的电流检测控制模块210、振动检测控制模块220、检测判定模块230、通讯控制模块240及提醒控制模块250也可以为固化于处理器10的硬件单元，例如为固化于处理器10的韧体。
电流检测控制模块210用于控制电流传感器30对加工主轴(图未示)的电流强度进行检测。
振动检测控制模块220用于控制振动传感器40对使用中的刀具(图未示)的振动加速度进行检测。
检测判定模块230用于根据刀具的种类选取相应的电流强度阈值及振动加速度阈值，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与上述选取的相应电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺现象。具体地，当检测所得的电流强度值及振动加速度都大于相应的电流强度阈值及振动加速度阈值时，则上述刀具出现崩缺现象；否则，上述刀具未出现崩缺现象。
通讯控制模块240用于控制通讯单元50将电流传感器30检测的电流强度值、振动传感器40检测的振动加速度值及检测判定模块230的判定结果传送给处理器10及存储设备20。
提醒控制模块250用于控制提醒单元70根据检测判定模块230的判定结果做出提醒。具体地，在本实施例中，当检测判定模块230判定刀具发生崩缺现象时，提醒控制模块250控制提醒单元70发出声音警报以提示需要更换刀具。
请参阅图3，为本发明一实施方式中应用于所述监测系统200使用监测装置100的监测方法的流程图。所述监测方法仅是一种示例，因为有很多种实施所述方法的方式。请同时参阅图1至图3，接下来要描述的监测方法能够被图1-2所示的模块所执行。图3中每一个图块代表的一个或者多个步骤，方法或者子流程等由示例方法所执行。使用上述监测系统200监测刀具的崩缺现象的监测方法包括如下步骤：
S101：控制电流传感器30对使用中的加工主轴的电流强度进行检测，并由通讯单元50将检测所得的电流强度值传送至处理器10。
具体地，电流检测控制模块210控制电流传感器30对使用中的加工主轴的电流强度进行检测，并由通讯控制模块240控制通讯单元50将检测所得的电流强度值传送至处理器10。
S102：控制振动传感器40对使用中的刀具(图未示)的振动加速度进行检测，并由通讯单元50将检测所得的振动加速度值传送至处理器10。
具体地，振动检测控制模块220控制振动传感器40对使用中的刀具的振动加速度进行检测，并由通讯控制模块240控制通讯单元50将检测所得的电流强度值传送至处理器10。
S103：根据刀具的种类选取相应的电流强度阈值及振动加速度阈值，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与上述选取的相应电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺现象。
具体地，检测判定模块230根据刀具的种类选取相应的电流强度阈值及振动加速度阈值，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与上述选取的相应电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺现象。当检测所得的电流强度值及振动加速度都大于相应的电流强度阈值及振动加速度阈值时，则上述刀具出现崩缺现象；否则，上述刀具未出现崩缺现象。
S104：控制提醒单元70根据上述判定结果做出提醒。
具体地，提醒控制模块250控制提醒单元70根据检测判定模块230的判定结果做出提醒。当检测判定模块230判定刀具发生崩缺现象时，提醒控制模块250控制提醒单元70发出声音警报以提示需要更换刀具。
可以理解地，步骤S104可以去除，可以直接由操作员根据显示器60显示的上述判定结果来决定是否需要更换刀具。
监测装置100包括处理器10、存储设备20、电流传感器30、振动传感器40、通讯单元50、显示器60及提醒单元70，但不限于此，显示器60及提醒单元70可以去除，并不影响对刀具的监测。
上述监测装置100、监测系统200及监测方法通过电流传感器30及振动传感器40分别对使用中的加工主轴的电流强度值及刀具的振动加速度值进行实施检测，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与相应的电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺现象，从而便于实时监测刀具是否发生崩缺的现象而及时提醒更换刀具，操作简单。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施方式中的全部或者部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施方式的流程。
另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在相同处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在相同单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手持式电子设备，如智能手机、笔记本电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、智能式穿戴式设备等，也可以是桌面式电子设备，如台式机、智能电视等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施方式的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其它单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由同一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种监测系统，所述监测系统应用于一装设于加工设备上的监测装置上，所述监测装置包括：
电流传感器，所述电流传感器设置于所述加工设备上并与所述加工设备的加工主轴的输入线缆电性连接；
振动传感器，所述振动传感器设置于所述加工主轴上；
通讯单元；
处理器，适于实现各指令；
存储设备，适于存储多条指令，所述存储设备还存储有不同种类的刀具出现崩缺现象时对应的加工主轴的电流强度阈值及刀具的振动加速度阈值，所述指令适于由所述处理器加载并执行：
控制所述电流传感器对使用中的所述加工主轴的电流强度进行检测，并由所述通讯单元将检测所得的电流强度值传送至所述处理器；控制所述振动传感器对使用中的装设于所述加工主轴上的刀具的振动加速度进行检测，并由所述通讯单元将检测的所述振动加速度值传送至所述处理器；根据刀具的种类选取相应的电流强度阈值及振动加速度阈值，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与上述选取的相应电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺现象。
2.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于：所述监测装置还包括提醒单元，所述指令适于由该处理器加载并执行：
控制提醒单元根据所述判定结果做出提醒。
3.如权利要求2所述的监测系统，其特征在于：所述指令适于由该处理器加载并执行：
当判定刀具发生崩缺现象时，控制所述提醒单元发出声音警报以提示需要更换刀具。
4.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于：所述监测装置设备还包括显示器，所述指令适于由该处理器加载并执行：
控制显示器实时地显示加工设备上的加工主轴及刀具的检测数据及刀具判定结果。
5.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于：判定刀具是否发生崩缺现象具体为：当检测所得的电流强度值及振动加速度都大于相应的电流强度阈值及振动加速度阈值时，则上述刀具出现崩缺现象。
6.一种监测方法，其包括：
控制一电流传感器对使用中的一加工设备的加工主轴的电流强度进行检测，并由一通讯单元将检测所得的电流强度值传送至一处理器；
控制一振动传感器对使用中的装设于所述加工主轴上的刀具的振动加速度进行检测，并由所述通讯单元将检测的所述振动加速度值传送至所述处理器；
根据刀具的种类选取相应的电流强度阈值及振动加速度阈值，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与上述选取的相应电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺现象。
7.如权利要求6所述的监测方法，其特征在于：所述检测方法还包括控制一提醒单元根据所述判定结果做出提醒，具体为：当判定刀具发生崩缺现象时，控制所述提醒单元发出声音警报以提示需要更换刀具。
8.如权利要求6所述的监测方法，其特征在于：判定刀具是否发生崩缺现象具体为：当检测所得的电流强度值及振动加速度都大于相应的电流强度阈值及振动加速度阈值时，则上述刀具出现崩缺现象。
9.一种存储设备，其特征在于，该存储设备存储多条指令，所述指令适于由一处理器加载并执行：
控制一电流传感器对使用中的一加工设备的加工主轴的电流强度进行检测，并由一通讯单元将检测所得的电流强度值传送至一处理器；
控制一振动传感器对使用中的装设于所述加工主轴上的刀具的振动加速度进行检测，并由所述通讯单元将检测的所述振动加速度值传送至所述处理器；
根据刀具的种类选取相应的电流强度阈值及振动加速度阈值，并将检测所得的电流强度值及振动加速度与上述选取的相应电流强度阈值及振动加速度阈值进行比较及判定刀具是否发生崩缺现象。
10.如权利要求9所述的存储设备，其特征在于：判定刀具是否发生崩缺现象具体为：当检测所得的电流强度值及振动加速度都大于相应的电流强度阈值及振动加速度阈值时，则上述刀具出现崩缺现象。
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