CN110014329A - 一种切削加工过程中智能化工具集测试平台 - Google Patents

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刘基国
散同燕
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张鸿飞
徐红星
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Abstract

本发明公开了一种切削加工过程中智能化工具集测试平台，针对刀具加工时性能检测不及时，容易断裂影响加工的问题，现提出如下方案，其包括与机床数控系统连接的测试系统，所述测试系统包括信号采集模块、处理模块、信号传输模块、数据显示模块和数据存储模块，所述信号采集模块包括位移传感器、振动传感器、压力传感器、温度传感器、速度传感器。本发明通过处理模块、信号传输模块、数据显示模块和数据存储模块、位移传感器、振动传感器、压力传感器、温度传感器和速度传感器的设置，不仅能够检测直线电机的位移情况，还能检测主轴转速，方便控制加工速度，且还能够实时的检测刀具的温度、压力和振动情况。

Description

一种切削加工过程中智能化工具集测试平台
技术领域
本发明涉及测试装置领域，尤其涉及一种切削加工过程中智能化工具集测试平台。
背景技术
切削加工是利用切削刀具和工件的相对运动，从毛坯上切除多余金属层，以获得尺寸精度、形状和位置精度、表面质量完全符合图样要求的机器零件的加工方法。经过铸、锻、焊所加工出来的大都为零件的毛坯，一般很少能够在机器上直接使用，还需要进一步切削加工，才能满足零件的技术要求。切削加工分为机械加工和钳工两大部分。在加工过程中刀具的好坏直接影响到加工工作能够否正常进行，为此，需要对刀具的性能进行实时检测，方便在刀具达到使用极限后，及时更换，避免出现刀具断裂等情况发生，为此，为了保证加工过程的进行，需要深入研究一种切削加工过程中智能化工具集测试平台。
发明内容
本发明提出的一种切削加工过程中智能化工具集测试平台，解决了刀具加工时性能检测不及时，容易断裂影响加工的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种切削加工过程中智能化工具集测试平台，包括与机床数控系统连接的测试系统，所述测试系统包括信号采集模块、处理模块、信号传输模块、数据显示模块和数据存储模块，所述信号采集模块包括位移传感器、振动传感器、压力传感器、温度传感器、速度传感器，所述位移传感器、所述振动传感器、所述压力传感器、所述温度传感器、所述速度传感器均与所述处理模块的输入端电性连接，所述处理模块的输出端与所述信号传输模块、所述数据显示模块和所述数据存储模块均电性连接，所述信号传输模块与机床数控系统信号连接，所述数据存储模块与云端服务器连接。
优选的，所述处理模块为PC机，其具有Linux和Windows系统两种开发环境并通过以太网或USB接口与机床数控系统连接。
优选的，所述位移传感器为光栅尺位移传感器，其长度大于1米，用于检测机床直线电机的推进位移。
优选的，所述速度传感器和所述振动传感器均安装于机床伺服电机主轴上，分别用于检测主轴的转速和振动频率。
优选的，所述温度传感器和所述压力传感器均安装于待测刀具上，分别用于检测加工时刀具的温度和其受到的压力。
优选的，所述测试系统还包括电源模块，信号采集模块、处理模块、信号传输模块、数据显示模块和数据存储模块均与电源模块电性连接。
本发明通过处理模块、信号传输模块、数据显示模块和数据存储模块、位移传感器、振动传感器、压力传感器、温度传感器和速度传感器的设置，不仅能够检测直线电机的位移情况，还能检测主轴转速，方便控制加工速度，且还能够实时的检测刀具的温度、压力和振动情况，且使用者通过云端服务器能够实时访问检测日志；另外，平台选用Linux和Windows系统两种开发环境，用户能在PC上进行二次开发，通过以太网或USB接口连接到IPC,实现对目标设备的控制。
附图说明
图1为本发明的模块示意图。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种切削加工过程中智能化工具集测试平台，包括与机床数控系统连接的测试系统，测试系统包括信号采集模块、处理模块、信号传输模块、数据显示模块和数据存储模块，信号采集模块包括位移传感器、振动传感器、压力传感器、温度传感器、速度传感器，位移传感器、振动传感器、压力传感器、温度传感器、速度传感器均与处理模块的输入端电性连接，处理模块的输出端与信号传输模块、数据显示模块和数据存储模块均电性连接，信号传输模块与机床数控系统信号连接，数据存储模块与云端服务器连接，处理模块为PC机，其具有Linux和Windows系统两种开发环境并通过以太网或USB接口与机床数控系统连接，位移传感器为光栅尺位移传感器，其长度大于1米，用于检测机床直线电机的推进位移，速度传感器和振动传感器均安装于机床伺服电机主轴上，分别用于检测主轴的转速和振动频率，温度传感器和压力传感器均安装于待测刀具上，分别用于检测加工时刀具的温度和其受到的压力，测试系统还包括电源模块，信号采集模块、处理模块、信号传输模块、数据显示模块和数据存储模块均与电源模块电性连接。
本发明中，通过位移传感器可以检测机床直线电机的推进位移并将位移信息传递处理模块，处理模块对位移信息处理后通过信号传输模块将信息传递给机床数控系统的IPC，继而控制机床直线电机的推进位移，设置的速度传感器和振动传感器可以检测切削加工过程中主轴的转速和振动情况，用于检测主轴转速，并且，由于主轴与切削刀具固定，为此，可以间接的测量刀具的振动情况，通过温度传感器和压力传感器可以检测刀具在加工时受到的切削压力和刀具的温度，进而可以对刀具情况进行实时检测，检测数据传递给处理模块后，由处理模块生成检测日志并上传到数据存储模块，检测人员通过云端服务器可以实时访问检测日志，使用方便，另外，PC机上装载了Linux和Windows系统两种开发环境，用户可以很方便的在PC上进行二次开发，并通过以太网或USB接口连接到IPC，从而可以实现对目标设备的控制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种切削加工过程中智能化工具集测试平台，包括与机床数控系统连接的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括信号采集模块、处理模块、信号传输模块、数据显示模块和数据存储模块，所述信号采集模块包括位移传感器、振动传感器、压力传感器、温度传感器、速度传感器，所述位移传感器、所述振动传感器、所述压力传感器、所述温度传感器、所述速度传感器均与所述处理模块的输入端电性连接，所述处理模块的输出端与所述信号传输模块、所述数据显示模块和所述数据存储模块均电性连接，所述信号传输模块与机床数控系统信号连接，所述数据存储模块与云端服务器连接。
2.根据权利要求1所述的一种切削加工过程中智能化工具集测试平台，其特征在于，所述处理模块为PC机，其具有Linux和Windows系统两种开发环境并通过以太网或USB接口与机床数控系统连接。
3.根据权利要求1所述的一种切削加工过程中智能化工具集测试平台，其特征在于，所述位移传感器为光栅尺位移传感器，其长度大于1米，用于检测机床直线电机的推进位移。
4.根据权利要求1所述的一种切削加工过程中智能化工具集测试平台，其特征在于，所述速度传感器和所述振动传感器均安装于机床伺服电机主轴上，分别用于检测主轴的转速和振动频率。
5.根据权利要求1所述的一种切削加工过程中智能化工具集测试平台，其特征在于，所述温度传感器和所述压力传感器均安装于待测刀具上，分别用于检测加工时刀具的温度和其受到的压力。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种切削加工过程中智能化工具集测试平台，其特征在于，所述测试系统还包括电源模块，信号采集模块、处理模块、信号传输模块、数据显示模块和数据存储模块均与电源模块电性连接。
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