CN109689258B - 切削刀具的定向的估算 - Google Patents

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Abstract

提供了一种切削刀具(100)、包括该切削刀具的车削机器(200)、以及相关的方法(400)。所述切削刀具包括沿着轴线(111)延伸的刀具杆(110)、位于所述刀具杆处的切削头(120)以及与所述刀具杆或切削头集成的至少一个传感器(130)。基于由所述至少一个传感器提供的输出来估算所述切削刀具相对于所述轴线的旋转定向。在至少一些实施例中，所述至少一个传感器包括被配置用以测量在至少两个方向(131、132)上的加速度的加速度计。

Description

切削刀具的定向的估算
技术领域
本公开总体涉及用于在车削中使用的切削刀具，并且特别地是涉及这种切削刀具的定向的估算。
背景技术
在用于金属切削的机器中，诸如机床，尤其是车削机器(诸如车床)中，通常通过旋转工件并通过在轴向和/或径向方向上朝向工件移动切削刀具来从工件的外表面或内表面移除(或切削)材料。在工件的内表面上(即从工件的孔内部)执行由切削刀具的切削刃提供的切削动作的情况有时被称为镗削。已知切削刀具的切削刃的位置和定向对于提供高精度加工非常重要。在一些情况下，即使切削刃的位置或定向上的微小偏差，也可能将加工精度降低到可接受的水平以下。切削刀具的切削刃通常是安装在切削刀具的切削头处的刀片的切削刃。切削刃的定向可以例如通过知道切削刀具的定向，或者通过测量切削刃本身的定向来确定。一些切削刀具具有平坦表面，在该平坦表面上可以放置水平仪，以检查切削刀具是否安装在正确的定向上。然而，这可能需要使用者用一只手调整切削刀具的定向，而另一只手将水平仪保持在适当位置。一般来说，确定切削刀具的正确定向的过程可能是复杂和/或耗时的。例如，可能需要安装切削刀具的人具有一定的技能。因此，提供一种新的方式来估算切削刀具的定向将是有利的。
发明内容
为了更好地解决一个或多个上述问题，提供了具有在本发明中限定的特征的切削刀具和方法。在本发明中限定了优选实施例。
因此，根据第一方面，提供了一种用于在车削中使用的切削刀具。切削刀具包括刀具杆、切削头和至少一个传感器。刀具杆沿着轴线延伸。切削头位于(或被定位在)刀具杆处。所述至少一个传感器与刀具杆或切削头集成。所述至少一个传感器被布置用以提供输出并且具有用于提供输出的类型，所述输出使得能够估算切削刀具关于(或相对于)轴线的旋转定向。
由于由所述至少一个传感器提供的输出使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向(或者切削刀具围绕轴线的旋转定向，例如相对于期望的定向的旋转定向)，因此不需要附加的外部传感器，诸如手动放置在切削刀具顶部以检查切削刀具是否水平的水平仪。所述至少一个传感器与刀具杆或切削头的集成有助于切削刀具的安装(或定向)，因为不需要正确地布置或对准用于估算切削刀具相对于轴线的旋转定向的附加传感器。
应当理解的是，所述至少一个传感器以这样的方式被布置(或被定位和/或被定向)，并且所述至少一个传感器具有这样的类型，即，使得所述至少一个传感器能够提供使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向的输出。换句话说，所述至少一个传感器不仅需要具有适当的类型，还需要被适当地布置，以使其能够提供使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向的输出。
贯穿本公开，词语“车削”是指一种加工工艺，其中工件被旋转，并且其中材料通过不旋转的切削刃(例如安装在切削刀具的切削头处)从工件上切削下来。在这种加工工艺中，切削刃可以例如朝向旋转的工件平移，以执行切削动作，或者旋转的工件可以朝向切削刃平移。
应当理解的是，车削可以例如在工件的外表面或工件的内表面(有时也称为镗削)上执行。
轴线可以例如是刀具杆沿着延伸的主方向。刀具杆可以例如是圆柱形的，并且轴线可以例如是刀具杆的对称轴线。即使整个刀具杆不一定是直的，但是从轴线平行于(或至少基本上平行于)刀具杆的主要部分的意义上来说，刀具杆仍然可以沿着轴线延伸。
轴线可以例如是水平的。轴线可以例如平行于(或正交于)工件在车削期间要旋转的旋转轴线。
尽管在不使用时，刀具杆沿着轴线延伸，但是由于与工件的相互作用，刀具杆在车削期间可能弯曲(或偏转)。因此，在车削期间，刀具杆的一部分可能从轴线稍微偏离(例如几毫米)。刀具杆的旋转定向可以例如基于在车削之前获得的来自所述至少一个传感器的输出来估算。
切削刀具(或车削刀具)可以例如适合用于在车削机器中使用。
切削头可以例如安装在刀具杆处，或者可以是刀具杆的一体部分。
切削头可以例如包括切削刃，或者可以适合于保持(或安装)切削刃。切削头可以例如被布置用于保持(或安装)具有切削刃的刀片。切削头可以例如是伪切削头(或假切削头)，其仅意图用于将切削刀具定向，并且不适合于保持刀片。伪切削头可以例如像普通切削头一样安装在刀具杆上，并且一旦已经获得了切削刀具的合适定向，就可以用普通切削头代替。
所述至少一个传感器可以例如集成在刀具杆或切削头中(或内)。
根据一些实施例，所述至少一个传感器可以被定向用以提供输出并且可以具有用于提供输出的类型，所述输出使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向。换句话说，所述至少一个传感器可以以这样的方式定向，并且可以具有这样的类型，即，其能够提供输出，所述输出使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向。
根据一些实施例，所述至少一个传感器可以包括加速度计、陀螺仪、数字水平仪、模拟水平仪、或铅锤。
根据传感器的类型(诸如加速度计或陀螺仪)，适合于所述至少一个传感器使其能够提供所需的输出(即，使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向的输出)的位置和/或定向可以例如是不同的。
制造在尺寸、精度和/或耐用性方面适合用于在切削刀具中使用的加速度计是相对容易的。因此，这种加速度计可以是估算切削刀具的定向的一种成本有效的方式。
加速度计可以例如位于(或靠近)刀具杆的前端。加速度计然后还可以用于估算在车削期间切削刀具的切削刃的振动。从加速度计到用于将切削刀具安装在车削机器中的机器接口的距离可以例如是从加速度计到切削刀具的切削刃的距离的至少2、3、4、5或10倍长。
根据一些实施例，所述至少一个传感器可以被布置在刀具杆的内部中或切削头的内部中。被布置在刀具杆或切削头的内部中的传感器可以例如被保护免受在切削刀具和工件相互作用期间产生的切屑的影响。
根据一些实施例，所述至少一个传感器可以包括被配置用以测量至少两个方向上的加速度的加速度计。由于地球的重力场是已知的，因此在切削刀具处的不同方向上测量得到的加速度可以用于确定切削刀具的定向。在两个方向上测量得到的加速度可以例如足以确定切削刀具相对于轴线的旋转定向。
加速度可以例如在切削刀具处于静止时测量，即在切削刀具在车削期间不用于从工件切削材料时测量。
方向可以例如彼此横交(或非平行)。方向可以例如彼此垂直(或正交)。
方向可以例如横交(或非平行)于轴线。方向可以例如垂直(或正交)于轴线。
加速度计可以例如位于(或靠近)刀具杆的前端。加速度计然后还可以用于估算在车削期间切削刀具的切削刃的振动。从加速度计到用于将切削刀具安装在车削机器中的机器接口的距离可以例如是从加速度计到切削刀具的切削刃的距离的至少2、3、4、5或10倍长。
所述至少一个传感器可以例如包括被配置用以测量三个或更多个方向上的加速度的加速度计。在多于两个方向(例如在三个方向上)上测量得到的加速度可以例如用于确定切削刀具相对于轴线的旋转定向。
根据第二方面，提供了一种车削机器，该车削机器包括如第一方面的任一实施例中所限定的切削刀具。车削机器可以适合于使用由所述至少一个传感器提供的输出来估算(或确定)切削刀具相对于轴线的旋转定向。
由于车削机器能够估算(或计算)定向本身，因此不需要准备(或编程)外部计算设备(诸如计算机或手持设备)来正确解释由所述至少一个传感器所提供的输出，使得能够估算切削刀具相对于轴线的旋转定向。
车削机器可以例如是车床。
车削机器可以例如包括用于将工件旋转的主轴。
根据一些实施例，车削机器可以包括用户界面，该用户界面被配置用以向用户指示所估算的定向。
用户界面可以例如包括显示器(或屏幕)，该显示器(或屏幕)用于可视化地指示所估算的定向。
用户界面可以例如适合于通过声音指示所估算的定向。
例如，可以在所估算的定向足够接近参考(或期望)定向的情况下提供以视觉或音频为形式的指示来指示所估算的定向。例如，可以在所估算的定向与参考定向不够接近的情况下，提供不同的指示(或者根本没有提供指示)。
根据一些实施例，车削机器可以包括通信接口，该通信接口被配置用以提供指示所估算的定向的信令。
信令可以例如以有线和/或无线信号的形式提供。
信令可以例如被提供给车削机器的用户界面或远程定位的设备，诸如计算机或手持设备。
根据一些实施例，车削机器可以包括处理部分(或处理器、或处理设备)，该处理部分被配置用以使用由所述至少一个传感器提供的输出来估算切削刀具相对于轴线的旋转定向。
根据第三方面，提供了一种方法。该方法包括提供用于在车削中使用的切削刀具。切削刀具包括沿轴线延伸的刀具杆、位于刀具杆处的切削头以及与刀具杆或切削头集成的至少一个传感器。该方法包括由所述至少一个传感器提供输出。该方法包括基于由所述至少一个传感器提供的输出来估算切削刀具相对于轴线的旋转定向。
以上对于根据第一方面的切削刀具和根据第二方面的车削机器的特征所呈现的优点对于根据第三方面的方法的相对应的特征可以通常是有效的。
根据一些实施例，该方法可以包括向用户指示所估算的定向。
所估算的定向可以例如经由在其中布置有切削刀具的车削机器的用户界面或者经由单独的设备(例如手持设备)的用户界面来指示。
根据一些实施例，该方法可以包括：获得相对于轴线的参考旋转定向；以及向用户指示所估算的定向和参考定向之间的关系。
该方法可以例如包括指示所估算的定向是否在参考定向周围的公差区域(或公差区间)内。
根据一些实施例，参考定向可以是多个可用的参考定向中选择的参考定向。
参考定向可以例如由用户选择。
参考定向可以例如基于使用切削刀具的车削机器的类型来选择。
根据一些实施例，所述至少一个传感器可以包括加速度计。由所述至少一个传感器提供输出可以包括至少两个方向上测量加速度。
根据一些实施例，所述至少一个传感器可以包括加速度计，该加速度计被配置用以测量在相对于切削刀具的至少两个固定方向上的加速度。在提供输出之前，该方法可以包括：将切削刀具布置在相对于轴线的参考旋转定向上；使用加速度计测量在所述至少两个固定方向上的参考加速度；基于测量得到的参考加速度计算指示加速度计中的至少一个加速度计相对于切削刀具(或相对于切削刀具的切削刃)的安装角度的参数值；以及将切削刀具布置在相对于轴线的新旋转定向上。估算切削刀具相对于轴线的旋转定向可以包括基于由所述至少一个传感器提供的输出和基于所述参数值来估算切削刀具相对于轴线的旋转定向。
切削刀具可以例如被布置在参考定向上，以用于校准加速度计。这可以例如在切削刀具的制造或组装期间完成。校准可以例如用计算的参数值来表示。当切削刀具稍后安装在车削机器中时，切削刀具可以相对于轴线被定向在新的(例如未知的)旋转定向上。校准期间获得的参数值然后可以与来自加速度计的输出一起使用，以估算(或确定)切削刀具的新定向。
如果所估算的旋转定向指示新的旋转定向与期望的旋转定向偏离太多，则切削刀具可以例如相对于轴线旋转，以修改切削刀具的旋转定向。
应当注意的是，本公开的实施例涉及权利要求书中列举的特征的所有可能的组合。此外，应当理解的是，对于根据第一方面的切削刀具或根据第二方面的车削机器所描述的各种实施例都可以与根据第三方面的方法的实施例组合。
附图说明
在下文中，将参考附图更详细地描述示例性实施例，在附图中：
图1是根据一个实施例的切削刀具的立体图；
图2是根据一个实施例的包括图1中所示的切削刀具的车削机器的立体图；
图3是沿图1所示的切削刀具的线A-A’的截面图；和
图4是根据一个实施例的方法的流程图。
所有附图都是示意性的，并且通常仅示出了为了阐明相应的实施例所必需的部分，而其它部分可以被省略或者仅仅被建议。
具体实施方式
图1是根据一个实施例的切削刀具100的立体图。切削刀具100是适合于用于被称为车削的众所周知的加工工艺的切削刀具。切削刀具100包括刀具杆110(刀具杆110也可以被称为车削杆110)、切削头120、和至少一个传感器130。刀具杆110沿着轴线111延伸。切削头120位于刀具杆110处。传感器130与刀具杆110集成或与切削头120集成。传感器130被布置用以提供输出并且具有用于提供输出的类型，该输出使得能够估算切削刀具100相对于轴线111(或相对于重力场)的旋转定向。
刀具杆100是伸长元件或伸长构件。在本实施例中，刀具杆110是沿着轴线111延伸的圆柱形元件。切削头120被布置或被安装在刀具杆110的一个端部处。还可以设想这样的实施例，其中切削头120被布置成靠近刀具杆110的端部，例如在阻尼器后面。
在本实施例中，机器接口140被布置在刀具杆110的另一个端部处，用于将切削刀具100安装在车削机器中。刀片121安装在切削头120处。刀片121具有一个或多个切削刃，用于从工件上切削下材料(例如金属)。切削刀具100可以用于外部车削，其中来自工件的外表面的材料被去除。当切削头120位于刀具杆110的端部处时，切削刀具100也可以用于内部车削，其中来自工件的内表面(例如在工件的孔内)的材料被去除。内部车削有时也被称为镗削。
还可以设想这样的实施例，其中刀具杆110在两端处具有机器接口140，并且其中切削头120沿着刀具杆110被定位，例如在刀具杆110的中间处。然而，切削头120不靠近刀具杆110的端部放置的这种实施例可能不像参照图1所描述的实施例那样适合用于内部车削。在一些实施例中，切削头120可以与刀具杆110集成，而不是被安装在刀具杆110上(或附接到刀具杆110)。
刀具杆110可以例如包括金属，例如钢和/或硬质合金。切削头120可以例如包括诸如钢的金属。刀片121可以例如包括硬质合金。刀片121可以适合于金属切削。
在本实施例中，传感器130在靠近切削头120的位置处与刀具杆110集成。还可以设想这样的实施例，其中传感器130位于沿着刀具杆110的其它位置处，或者其中传感器130与切削头120集成(例如在刀片121中)。
切削头120可以例如能够从刀具杆110上移除，从而可以被其它切削头替换。传感器130可以例如与专用切削头120集成，该专用切削头120适合于被安装在几种不同类型的刀具杆110上，从而可以使用单个切削头120来估算不同切削刀具100的旋转定向。这种专用切削头120可以例如被提供在与切削刀具100的其余部分分开交付的套件中。刀具杆110可以例如在其端部具有螺纹或锯齿，以用于附接切削头120。用于将切削头120附接到刀具杆110的机械接口也可以提供从切削头120到刀具杆110(和/或从传感器130到刀具杆110)的定向参考。
在参照图1描述的实施例中，传感器130位于刀具杆110的内部中。因此，传感器130被保护免受加工工艺中产生的金属切屑的影响。还可以设想这样的实施例，其中传感器130沿着刀具杆110的外表面定位(优选是距刀片121一定距离，以避免与当刀片121和工件相互作用时产生的金属切屑相接触)，或者位于切削头120的内部中。
来自传感器130的输出可以例如以无线方式或经由导线150被发送到处理部分160。处理部分160可以例如位于切削刀具100本身中(例如靠近传感器130或在机器接口140处)，或者位于切削刀具100外部的某个位置。
所述至少一个传感器130可以例如包括一个或多个检测器。传感器130(或检测器)可以具有不同类型，只要传感器130被布置(例如被定位和/或被定向)成使得所选传感器130能够提供使得能够估算切削刀具100相对于轴线111的旋转定向的输出。传感器130可以例如包括加速度计、陀螺仪、数字水平仪、模拟水平仪、和/或铅锤。以单个水平仪的形式提供的传感器130在沿着刀具杆110(或切削头120)的差不多任何位置处与刀具杆110(或与切削头120)集成，该传感器130可以例如能够提供使得能够估算切削刀具100围绕轴线111的旋转定向的输出。如下文参照图3所述，以加速度计形式提供的传感器130可能需要适合于被定向成能够提供使得能够估算切削刀具100围绕轴线111的旋转定向的输出。
图2是根据一个实施例的包括参照图1所描述的切削刀具100的车削机器200的立体图。切削刀具100已经被安装成使得轴线111是水平的。车削机器200适合于使用由传感器130提供的输出来估算切削刀具100相对于轴线111的旋转定向。车削机器200可以例如包括处理部分210，处理部分210被配置用以使用由传感器130提供的输出来估算切削刀具100相对于轴线111的旋转定向。处理部分210可以例如位于切削刀具100中(它可以例如与参照图1描述的处理部分160一致)，或者可以位于车削机器200的某个其它部分中。
车削机器200包括用于将工件230旋转的主轴220。切削刀具100经由机器接口140安装，使得在工件230旋转时，切削刀具100可以朝向工件230移动，以从工件230上切削下材料。在本实施例中，工件230具有孔231，切削刀具100可以在孔231中切削下材料，以扩大孔231。
车削机器200可以包括通信接口240，通信接口240被配置用以提供指示所估算的定向的信令。由通信接口240提供的信令可以经由有线或无线信号(例如经由蓝牙)提供给远程定位的设备250，远程定位的设备250具有用户界面，用于向使用车削机器200的操作人员指示所估算的定向。设备250可以是例如个人计算机或手持设备，诸如移动电话或平板计算机。
通信接口240可以以无线方式或经由有线连接与处理部分210通信。在一些实施例中，处理部分210和/或通信接口240可以位于(或被集成在)切削刀具100中。
车削机器220可以包括用户界面260，用户接口260被配置用以向用户指示所估算的定向。用户界面260可以例如是被布置用以向用户可视地传达所估算的定向的屏幕，或者是用于通过声音发信号通知定向的音频接口。
用户界面260或设备250可以指示所估算的定向本身，例如以角度的形式。替代地是(或附加地是)，所估算的定向可以以所估算的定向和参考定向之间的关系的形式来指示。例如，用户可以输入(例如通过用户界面60或设备250)适合于当前车削机器200中的切削刀具100的参考定向。参考定向可以例如相对于水平面成0、30、45、60或90度的角度。用户界面260或设备250可以指示所估算的定向是否在围绕所选的参考定向的公差范围(或公差区间)内。公差范围可以例如是刀片121能够提供可接受的切削性能所处的范围。如果所估算的定向在公差范围内，则这可以例如在屏幕上清楚地指示出来，例如通过绿灯和/或文本(例如“正确定向”或“获得期望定向”)。如果所估算的定向不在公差区域内，用户界面260或设备250可以例如指示将切削刀具100围绕轴线111旋转的方向，以获得更接近参考定向的定向。以这种方式，可以获得切削刀具100的合适的角度位置。
如上文参照图1所述，可以采用不同类型的传感器130以估算切削刀具100的定向。下面将描述一个实施例，其中加速度计用作传感器130。由于技术人员意识到如何采用其它类型的传感器(例如一个或多个水平仪)来用于相同的目的，因此在本公开中省略了对这样的替代实施例的详细描述。
图3是沿参照图1所描述的切削刀具100的线A-A’的截面图。传感器130以加速度计芯片130的形式提供。加速度计芯片130包括加速度计(或加速度计电路)，其被布置用以测量在两个方向131和132上的加速度。加速度计可以例如是数字或模拟加速度计。当切削刀具100没有被用于加工时，即当它处于静止(或在固定位置处)并且没有被用于从工件230切削材料时，可以测量加速度。由于重力g具有已知的大小(例如9.81m/s2)和方向(向下)，因此在方向131和132上测量得到的加速度可以与三角法一起使用，以估算(或确定)芯片130相对于轴线111的定向。如果芯片130相对于切削刀具100的定向是已知的，则切削刀具100相对于轴线111的定向因此可以被估算(或确定或计算)出来。下面将参照图3和图4进一步描述如何估算切削刀具100的定向的详细示例。
图4是根据一个实施例的方法400的流程图。方法400包括：提供440切削刀具100；由传感器130提供450输出；以及基于由传感器130提供的输出估算460切削刀具100相对于轴线111的旋转定向。如上文参照图3所述，传感器130可以以加速度计芯片130的形式提供，加速度计芯片130被配置用以测量在至少两个方向131和132上的加速度。如上文参照图2所述，可以经由用户界面260或经由外部设备250向用户指示470所估算的定向。基于所估算的定向，用户可以围绕轴线111旋转切削刀具100，直到获得期望的(或合适的)定向为止。一旦获得期望了的定向，则切削刀具100就可以在被用于从工件230切削材料之前被锁定在该旋转位置。
所估算的定向可以与参考定向(或期望的定向)一起显示在用户界面260或设备250上。参考定向可以是能够由用户选择的：用户在诸如0-90度的范围(或区间)内自由选择或者从可选择的参考定向的有限集中选择。因此，方法400可以包括从多个可用的参考定向中获得选择的参考定向的步骤。参考定向的选择可以在向用户指示470所估算的定向之前执行。如果参考定向被设置为与水平面重合，则可以采用方法400来检查切削刀具100是否水平。
由于加速度计芯片130在定向上可能偏离切削刀具100(或刀片121)，因此方法400可以包括在芯片130被用于提供450用于估算460切削刀具100的定向的输出之前校准加速度计芯片130的步骤。校准步骤可以例如在切削刀具100的制造或组装期间执行。
因此，方法400可以包括将切削刀具100布置410在相对于轴线111的参考旋转定向φref上。换句话说，切削刀具100相对于重力场g被放置在明确限定的并且已知的定向φref上，并且优选地是，刀片121水平地指向切削刀具100的负x方向(即，在径向136上，φref＝0)。
在本实施例中，方向131和132彼此垂直并垂直于轴线111。方向131和132可以分别被称为芯片130的y轴线131和x轴线132。由于芯片130已经被安装在切削刀具100中，故此两个方向131和132相对于切削刀具100是固定的。加速度计芯片130可以优选地是已被布置在切削刀具100中，其中x轴线132靠近切削刀具100的x轴线134，并且y轴线131靠近切削刀具100的y轴线133，如图3中所示的那样。
方法400可以通过测量420由芯片130提供的两个方向131和132上的参考加速度来继续。测量得到的加速度Axref和Ayref可以表达为
Axref＝g sin(φref-φ0)
Ayref＝g cos(φref-φ0)
其中，φ0是切削刀具100中的芯片130的安装角度。换句话说，φ0是加速度计x轴线132和刀具x轴线134之间的角度。根据这些定义，刀具轴线111与机器轴线重合，而径向136现在处于负x方向。在使用时，刀片121指向相对于水平方向的ψrad方向。在诸如平床车床的车削机器中，通常希望φrad＝0，而在其它车削机器中，可能期望使φrad＝240度(或4p/3弧度)。
方法400可以通过基于测量得到的参考加速度计算430指示加速度计芯片130相对于切削刀具100的安装角度φ0的参数值来继续。例如，然后，安装角度φ0本身可以通过下式获得
Figure GDA0002478586180000151
方法400可以通过将切削刀具100相对于轴线111布置在新的旋转定向上来继续。这对应于上述提供切削刀具100的步骤440。
估算460切削刀具100相对于轴线111的旋转定向的上述步骤包括基于由传感器130提供的输出和基于参数值φ0估算切削刀具100相对于轴线111的旋转定向φrad。更准确地说，在径向方向136(水平)上的加速度Arad和在切向方向(竖直)上的加速度Atan由以下等式给出：
Arad＝-Axcosφo+Aysinφ0
Atan＝-Axsinφo-Aycosφ0
其中，Ax是沿着芯片130的x轴线的加速度(对应于方向132)，并且Ay是沿着芯片130的y轴线的加速度(对应于方向131)。由于安装角度φ0已经在校准过程中得到确定，所以等式
Figure GDA0002478586180000152
能够用于找到切削刀具100的旋转定向φrad。切削刀具100的期望的定向可以通过绘制切削刀具100的当前定向角φrad和期望的定向角之间的差来获得。
在参照图3描述的实施例中，方向131和132彼此垂直。还可以设想这样的实施例，其中方向131和132彼此横交(或不平行)，但彼此不垂直。如技术人员所熟知的，只要两个原始方向之间的角度已知，就可以使用标准三角关系将在两个彼此不垂直的方向上测量得到的加速度转换成在两个彼此垂直的方向上的加速度。因此，在这种情况下也可以采用与上述计算类似的计算。
还可以设想这样的实施例，其中方向131和132横交于(或不平行于)轴线111，但不一定垂直于轴线111。如果方向131和132不垂直于轴线111，则加速度也可以在一个或多个额外的方向上进行测量，用于估算切削刀具100如何被定向。芯片130可以例如测量在彼此垂直的三个方向上的加速度，以用于估算切削刀具100的定向。
甚至可以使用单个加速度计来估算切削刀具100的旋转定向。如果加速度计指向下方，则测量得到的加速度应为标准重力，即约9.81m/s2。如果加速度计围绕轴线111旋转，则由加速度计测量得到的加速度应该减小。加速度计的方向和因此切削刀具100的方向可以基于标准重力和由加速度计测量得到的加速度之间的差来估算。
本领域的技术人员意识到本发明决不限于以上所述的优选实施例。相反，许多改型和变型在所附权利要求书的范围内是可能的。例如，所述至少一个传感器130可以例如是单个传感器(例如单个水平仪)，而不是包括多个传感器。应当理解的是，传感器130可以差不多定位在沿着刀具杆110或切削头120的任何位置。还应当理解的是，在将切削刀具100在加工中使用之前，可以估算切削刀具100的定向。
另外，通过研究附图、本公开和所附权利要求书，本领域的技术人员能够在实施所要求保护的本发明的过程中理解并且实现对所公开的实施例的变型。在权利要求书中，用语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一个”或“一种”不排除复数。在相互不同的从属权利要求中引述某些措施的不争事实并不表示不能使用这些措施的组合来取得益处。权利要求书中的任何附图标记不应被理解为限制其范围。

Claims (13)

1.一种用于在车削中使用的切削刀具(100)，所述切削刀具包括：
刀具杆(110)，所述刀具杆(110)沿着轴线(111)延伸；
切削头(120)，所述切削头(120)位于所述刀具杆处；和
至少一个传感器(130)，所述至少一个传感器(130)与所述刀具杆或所述切削头集成，
其中，所述至少一个传感器被布置用以提供输出并且具有用于提供所述输出的类型，所述输出使得能够估算所述切削刀具相对于所述轴线的旋转定向，
其特征在于，
所述至少一个传感器包括加速度计，所述加速度计被配置用以测量在至少两个方向(131、132)上的加速度。
2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，所述至少一个传感器被布置用以提供输出并且具有提供所述输出的类型，所述输出使得能够估算所述切削刀具相对于所述轴线的旋转定向。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀具，其中，所述至少一个传感器包括以下传感器中的至少一个：
陀螺仪；
数字水平仪；
模拟水平仪；或
铅锤。
4.根据权利要求1或2所述的切削刀具，其中，所述至少一个传感器被布置在所述刀具杆或所述切削头的内部中。
5.一种包括如前述权利要求中的任一项所限定的所述切削刀具的车削机器(200)，其中，所述车削机器适合于使用由所述至少一个传感器提供的所述输出来估算所述切削刀具相对于所述轴线的旋转定向。
6.根据权利要求5所述的车削机器，还包括用户界面(260)，所述用户界面(260)被配置用以用户指示所估算的旋转定向。
7.根据权利要求5或6所述的车削机器，包括通信接口(240)，所述通信接口(240)被配置用以提供指示所估算的旋转定向的信令。
8.根据权利要求5或6所述的车削机器，还包括处理部分(210)，所述处理部分(210)被配置用以使用由所述至少一个传感器提供的所述输出来估算所述切削刀具相对于所述轴线的所述旋转定向。
9.一种用于估算切削刀具的旋转定向的方法，包括：
提供用于在车削中使用的切削刀具(100)，所述切削刀具包括：沿着轴线(111)延伸的刀具杆(110)、位于所述刀具杆处的切削头(120)；以及与所述刀具杆或所述切削头集成的至少一个传感器(130)；
由所述至少一个传感器提供输出；和
基于由所述至少一个传感器提供的所述输出来估算所述切削刀具相对于所述轴线的旋转定向，
其特征在于，
所述至少一个传感器包括加速度计，并且
其中，由所述至少一个传感器提供输出包括：
测量在至少两个方向(131、132)上的加速度。
10.根据权利要求9所述的用于估算切削刀具的旋转定向的方法，还包括：
向用户指示所估算的旋转定向。
11.根据权利要求9或10所述的用于估算切削刀具的旋转定向的方法，包括：
获得相对于所述轴线的参考旋转定向；和
向用户指示所估算的旋转定向和所述参考旋转定向之间的关系。
12.根据权利要求11所述的用于估算切削刀具的旋转定向的方法，其中，所述参考旋转定向是从多个可用的参考旋转定向中选择的参考旋转定向。
13.根据权利要求9或10所述的用于估算切削刀具的旋转定向的方法，其中，所述至少一个传感器包括加速度计，所述加速度计被配置用以测量在相对于所述切削刀具的至少两个固定方向上的加速度，所述方法包括，在提供所述输出之前：
将所述切削刀具布置在相对于所述轴线的参考旋转定向上；
使用所述加速度计测量在所述至少两个固定方向上的参考加速度；
基于所测量的参考加速度，计算指示所述加速度计中的至少一个加速度计相对于所述切削刀具的安装角度的参数值；和
将所述切削刀具布置在相对于所述轴线的新旋转定向上；
其中，估算所述切削刀具相对于所述轴线的所述旋转定向包括：
基于由所述至少一个传感器提供的所述输出并基于所述参数值来估算所述切削刀具相对于所述轴线的旋转定向。
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