CN111002103A - 刀具温度检测系统和刀具温度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种刀具温度检测系统和刀具温度检测方法。刀具温度检测系统包括：工件驱动装置和检测配合件，工件驱动装置驱动检测配合件绕其轴线旋转；检测配合件的周向表面具有断屑槽；刀具支撑结构用于安装待检测刀具；待检测刀具具有与检测配合件接触的切削状态和与断屑槽相对设置的检测状态；距离传感器设置在检测配合件的一侧，以根据距离传感器的检测结果判断待检测刀具处于切削状态或检测状态；红外热像仪与待检测刀具间隔设置，红外热像仪用于检测待检测刀具的刀尖的切削温度，以通过距离传感器和红外热像仪配合得到待检测刀具处于检测状态时的刀尖的切削温度。本发明解决了现有技术中的刀具的刀尖的切削温度无法准确测量的问题。

Description

刀具温度检测系统和刀具温度检测方法

技术领域

本发明涉及切削加工技术领域，具体而言，涉及一种刀具温度检测系统和刀具温度检测方法。

背景技术

在机械加工制造行业，切削加工是最常见的加工工艺之一。切削加工过程中会产生大量的切削热，除了少量热量散失至空气中，大部分热量传递至刀具和工件中，导致刀具磨损加剧，加工精度降低，严重时导致刀具和工件损坏。因此，切削温度是表征切削状态的重要参数之一，因此在对刀具的性能进行研究实验时，通常需要对刀具的刀尖的切削温度进行检测。

相关技术中，采用红外热像仪对刀具的刀尖的切削温度进行检测，但刀尖常常被切屑覆盖，导致刀尖的表面被覆盖，而当被检测物的表面被覆盖时，会严重影响红外热像仪的检测准确度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种刀具温度检测系统和刀具温度检测方法，以解决现有技术中的刀具的刀尖的切削温度无法准确测量的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种刀具温度检测系统，包括：工件驱动装置和检测配合件，工件驱动装置用于安装检测配合件并用于驱动检测配合件绕其轴线旋转；检测配合件的周向表面具有沿其轴向延伸的断屑槽；刀具支撑结构，刀具支撑结构用于安装待检测刀具；待检测刀具具有与检测配合件接触的切削状态和与断屑槽相对设置的检测状态；距离传感器，距离传感器与待检测刀具沿检测配合件的轴向间隔设置，距离传感器设置在检测配合件的一侧，以根据距离传感器的检测结果判断待检测刀具处于切削状态或检测状态；红外热像仪，红外热像仪与待检测刀具间隔设置，红外热像仪用于检测待检测刀具的刀尖的切削温度，以通过距离传感器和红外热像仪配合得到待检测刀具处于检测状态时的刀尖的切削温度。

进一步地，刀具温度检测系统还包括：数据采集分析装置，数据采集分析装置与距离传感器和红外热像仪均连接，以根据距离传感器的检测结果选取红外热像仪检测得到的温度数据，得到待检测刀具处于检测状态时的刀尖的切削温度。

进一步地，断屑槽为多个，多个断屑槽绕检测配合件的周向间隔设置。

进一步地，检测配合件的直径D大于或等于200mm；和/或断屑槽的深度S大于或等于10mm；和/或断屑槽的槽口的宽度H大于或等于50mm。

进一步地，沿检测配合件的旋转方向，断屑槽具有第一槽侧壁和第二槽侧壁；第一槽侧壁沿检测配合件的径向延伸；沿由检测配合件的轴线至检测配合件的周向表面的方向，第二槽侧壁与第一槽侧壁之间的距离逐渐增大。

进一步地，沿检测配合件的转动方向，断屑槽具有第一槽侧壁和第二槽侧壁；第一槽侧壁的远离轴线的第一侧边和轴线所在的平面为第一面，第二槽侧壁的远离轴线的第二侧边和轴线所在的平面为第二面，第一面与第二面之间的夹角α大于或等于25°。

根据本发明的另一方面，提供了一种刀具温度检测方法，包括如下步骤：步骤S1，在检测配合件上加工断屑槽；步骤S2，控制待检测刀具对检测配合件进行切削加工，并检测待检测刀具与断屑槽相对设置时待检测刀具的刀尖的切削温度。

进一步地，调整断屑槽槽宽，以使待检测刀具与断屑槽相对设置的时间大于或等于0.5s。

进一步地，在加工断屑槽之前，选取直径D大于或等于200mm的样材；断屑槽的加工方法具体包括：在样材上加工出深度大于或等于10mm、宽度大于或等于50mm的断屑槽。

进一步地，刀具温度检测方法包括：利用距离传感器对待检测刀具和检测配合件之间的相对位置进行检测；利用红外热像仪对待检测刀具的刀尖的温度进行检测；利用数据采集分析装置根据距离传感器的检测结果选取红外热像仪检测得到的温度数据，以得到待检测刀具与断屑槽相对设置时待检测刀具的刀尖的切削温度；步骤S2包括：步骤S21，控制距离传感器和红外热像仪处于工作状态；步骤S22，控制待检测刀具对检测配合件进行切削加工预定时间后，控制数据采集分析装置处于工作状态。

应用本发明的技术方案，由于检测配合件具有断屑槽，当待检测刀具切削至断屑槽处时，切屑会断开掉落，不会覆盖在待检测刀具的刀尖上，此时检测得到的待检测刀具的刀尖的切削温度较为准确。本申请提供的刀具温度检测系统采用距离传感器和红外热像仪相互配合，能够得到待检测刀具与断屑槽相对设置时待检测刀具的刀尖的切削温度，具有结构简单、操作方便和测量准确性好的优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种可选实施例的刀具温度检测系统的结构示意图；

图2示出了图1中的刀具温度检测系统的部分结构示意图；

图3示出了图2中的刀具温度检测系统的检测配合件的左视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、待检测刀具；10、工件驱动装置；11、夹爪；12、顶针；20、检测配合件；21、断屑槽；211、第一槽侧壁；212、第二槽侧壁；30、刀具支撑结构；40、距离传感器；50、红外热像仪；60、数据采集分析装置；61、第一单片机；62、第二单片机；63、数据采集器；64、计算机。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

为了解决现有技术中的刀具的刀尖的切削温度无法准确测量的问题，本发明提供了一种刀具温度检测系统和刀具温度检测方法。

如图1至图3所示，刀具温度检测系统包括工件驱动装置10、检测配合件20、刀具支撑结构30、距离传感器40和红外热像仪50，工件驱动装置10用于安装检测配合件20并用于驱动检测配合件20绕其轴线旋转；检测配合件20的周向表面具有沿其轴向延伸的断屑槽21；，刀具支撑结构30用于安装待检测刀具1；待检测刀具1具有与检测配合件20接触的切削状态和与断屑槽21相对设置的检测状态，距离传感器40与待检测刀具1沿检测配合件20的轴向间隔设置，距离传感器40设置在检测配合件20的一侧，以根据距离传感器40的检测结果判断待检测刀具1处于切削状态或检测状态，红外热像仪50与待检测刀具1间隔设置，红外热像仪50用于检测待检测刀具1的刀尖的切削温度，以通过距离传感器40和红外热像仪50配合得到待检测刀具1处于检测状态时的刀尖的切削温度。

在本实施例中，由于检测配合件20具有断屑槽，当待检测刀具1切削至断屑槽21处时，切屑会断开掉落，不会覆盖在待检测刀具1的刀尖上，此时检测得到的待检测刀具1的刀尖的切削温度较为准确。本申请提供的刀具温度检测系统采用距离传感器40和红外热像仪50相互配合，能够得到待检测刀具1与断屑槽21相对设置时待检测刀具1的刀尖的切削温度，具有结构简单、操作方便和测量准确性好的优点。

如图1所示，刀具温度检测系统还包括数据采集分析装置60，数据采集分析装置60与距离传感器40和红外热像仪50均连接，以根据距离传感器40的检测结果选取红外热像仪50检测得到的温度数据，得到待检测刀具1处于检测状态时的刀尖的切削温度。这样，距离传感器40、红外热像仪50和数据采集分析装置60相互配合，能够得到待检测刀具1与断屑槽21相对设置时待检测刀具1的刀尖的切削温度，设置数据采集分析装置60后刀具温度检测系统的自动化程度较高，计算得到的待检测刀具1的刀尖的切削温度更加准确。

在具体实施时，工件驱动装置10驱动检测配合件20相对于待检测刀具1和距离传感器40转动；当待检测刀具1与检测配合件20的周向表面抵接对其进行切削加工时，即待检测刀具1处于切削状态时，距离传感器40检测到检测端与检测配合件20的周向表面之间的距离为第一距离，距离传感器40向外发送第一信号；当待检测刀具1与检测配合件20的断屑槽21相对设置时，即待检测刀具1处于检测状态时，距离传感器40检测到检测端与断屑槽21的槽侧壁或槽底壁之间的距离为第二距离，第二距离大于第一距离，距离传感器40向外发送第二信号；红外热像仪50对待检测刀具1的刀尖的温度进行检测；数据采集分析装置60与距离传感器40连接，用于接收第一信号和第二信号；数据采集分析装置60与红外热像仪50，用于接收红外热像仪50检测得到的温度数据；数据采集分析装置60根据接收到第二信号的时间选取红外热像仪50检测得到的温度数据，从而得到待检测刀具1与断屑槽21相对设置时待检测刀具1的刀尖的切削温度，使待检测刀具1的刀尖的切削温度不会受到切屑覆盖所影响，有利于提升刀具温度检测准确性。

如图1所示，工件驱动装置10包括夹爪11和顶针12，检测配合件20具有定位孔，夹爪11与检测配合件20的外周表面配合，将检测配合件20的一端夹持固定，顶针12与检测配合件20的定位孔配合，与夹爪11配合将检测配合件20的另一端固定，方便待检测刀具1对检测配合件20进行切削加工。

如图2和图3所示，断屑槽21为多个，多个断屑槽21绕检测配合件20的周向间隔设置。这样，能够进一步地提升检测准确性，避免仅设置一个断屑槽21时存在检测误差。

可选地，多个断屑槽21绕检测配合件20的周向等间隔设置。这样，能够方便数据采集分析装置60对采集得到的温度数据进行分析计算，有利于提升温度检测效率和温度检测准确性。

可选地，检测配合件20的直径D大于或等于200mm。这样，方便待检测刀具1对检测配合件20进行切削加工，保证待检测刀具1处于检测状态的时间足够长，从而有利于提升温度检测准确性。

可选地，断屑槽21的深度S大于或等于10mm。这样，能够增加距离传感器40的检测端和检测配合件20之间距离变化的敏感程度，保证距离传感器40能够在断屑槽21处有效地识别出待检测刀具1所处的状态，有利于提升温度检测准确性。

可选地，断屑槽21的槽口的宽度H大于或等于50mm。这样，能够保证待检测刀具1处于检测状态的时间足够长，从而有利于提升温度检测准确性。

如图3所示，沿检测配合件20的旋转方向，断屑槽21具有第一槽侧壁211和第二槽侧壁212；第一槽侧壁211沿检测配合件20的径向延伸。这样，能够防止切屑在切出端弯曲形成毛刺，还能够尽可能地增加距离传感器40的检测端与检测配合件20之间距离变化的敏感程度，保证距离传感器40能够在断屑槽21处有效地识别出待检测刀具1所处的状态，有利于提升温度检测准确性。

如图3所示，第一槽侧壁211在检测配合件20的轴向端面上的投影和检测配合件20的周向表面在检测配合件20的轴向端面上的投影之间具有第一交点，经过第一交点的检测配合件20的周向表面的切线与第一槽侧壁211在检测配合件20的轴向端面上的投影之间的夹角呈90°。这样，待检测刀具1切入一侧的断屑槽21的边缘的角度为90°，这样，能够防止切屑在切出端弯曲形成毛刺，还能够尽可能地增加距离传感器40的检测端与检测配合件20之间距离变化的敏感程度，保证距离传感器40能够在断屑槽21处有效地识别出待检测刀具1所处的状态，有利于提升温度检测准确性。

如图3所示，沿由检测配合件20的轴线至检测配合件20的周向表面的方向，第二槽侧壁212与第一槽侧壁211之间的距离逐渐增大。这样，能够有效地减少待检测刀具1在切削检测配合件20的过程中经过断屑槽21时断续切削对刀具造成的冲击，避免损坏待检测刀具1。

如图3所示，第二槽侧壁212在检测配合件20的轴向端面上的投影和检测配合件20的周向表面在检测配合件20的轴向端面上的投影之间具有第二交点，经过第二交点的检测配合件20的周向表面的切线与第一槽侧壁211在检测配合件20的轴向端面上的投影之间的夹角小于90°。这样，待检测刀具1切出一侧的断屑槽21的边缘的角度小于90°，能够有效地减少待检测刀具1在切削检测配合件20的过程中经过断屑槽21时断续切削对刀具造成的冲击，避免损坏待检测刀具1。

如图3所示，沿检测配合件20的转动方向，断屑槽21具有第一槽侧壁211和第二槽侧壁212；第一槽侧壁211的远离轴线的第一侧边和轴线所在的平面为第一面，第二槽侧壁212的远离轴线的第二侧边和轴线所在的平面为第二面，第一面与第二面之间的夹角α大于或等于25°。这样，能够保证待检测刀具1处于检测状态的时间足够长，从而有利于提升温度检测准确性。

在具体实施时，检测配合件20的直径D为200mm；切削速度v为60m/s；断屑槽21的深度S为26mm；断屑槽21的槽口的宽度H为51mm；α为29°；断屑槽21的槽底壁的长度L为22mm；β为90°；γ为116°，即待检测刀具1切出一侧的断屑槽21的边缘的角度为64°；检测配合件20具有三个绕其周向均布的三个断屑槽21，每个断屑槽21占整个圆周的8.05％。

可选地，刀具温度检测系统还包括刀具驱动装置，刀具驱动装置与刀具支撑结构30连接，用于驱动待检测刀具1沿检测配合件20的轴向或径向移动；其中，距离传感器40与刀具支撑结构30连接，以使距离传感器40和待检测刀具1相对于检测配合件20同步移动。这样，刀具支撑结构30驱动待检测刀具1移动使其对检测配合件20进行切削加工时，距离传感器40随检测配合件20同步移动，保证距离传感器40能够准确地检测出检测配合件20所处的状态。

在具体实施时，如图1所示，数据采集分析装置60包括第一单片机61、第二单片机62、数据采集器63和计算机64；其中，数据采集器63与红外热像仪50和计算机64均连接，数据采集器63采集红外热像仪50检测到的温度数据并将其传输至计算机64；距离传感器40与第一单片机61和第二单片机62均连接，距离传感器40用于判断待检测刀具1和检测配合件20之间的相对位置，当距离传感器40检测到待检测刀具1处于切削状态时，距离传感器40向第一单片机61输送低电压信号，第一单片机61接收低电压信号后将其转换为数字信号并输送给数据采集器63，数据采集器63将数字信号传输给计算机64，使其进行记录；当距离传感器40检测到待检测刀具1处于检测状态时，距离传感器40向第二单片机62输送高电压信号，第二单片机62将高电压信号转换成数字信号继续传输至数据采集器63，数据采集器63将数字信号传输给计算机64，使其进行记录。计算机64将记录到高电压信号的时间与红外热像仪50采集的温度数据进行对比，选取出待检测刀具1处于检测状态时红外热像仪50检测到的刀尖的温度。

其中，高低电平变化是由距离传感器40与检测配合件20之间的位移变化引起的。

在具体实施时，距离传感器40包括红外LED灯和红外探测器，红外LED灯发射红外线，被近距离物体反射后，红外探测器通过接收到的反射回来的红外线的强度检测距离传感器40和待检测物体之间的距离，距离传感器40的滑轨连接稳态直流电压，允许流过小电流，终始端之间的电压和测量的距离成正比。当距离发生变化时，距离传感器40内的电流会随之发生变化，将电流的变化转化为数字信号传输给计算机64。

在具体实施时，第一单片机61和第二单片机62为AT89C52单片机，利用AT89C52单片机作为主控芯片，将AT89C52单片机的I/O口的p0口连接距离传感器40，p0检测到距离传感器40采集到的电平信号后将电信号进行处理，转变为数字信号后由p3口输出传送至数据采集器63。

本申请提供的刀具温度检测系统，利用检测配合件20、距离传感器40、红外热像仪50和数据采集分析装置60配合，得到红外热像仪50在待检测刀具1的刀尖不被切屑遮挡时的切削温度，从而能够准确可靠地对待检测刀具1的刀尖的温度进行准确测量。

本申请还提供了一种刀具温度检测方法，包括如下步骤：步骤S1，在检测配合件20上加工断屑槽21；步骤S2，控制待检测刀具1对检测配合件20进行切削加工，并检测待检测刀具1与断屑槽21相对设置时待检测刀具1的刀尖的切削温度。这样，通过在检测配合件20上加工断屑槽21使切屑断开掉落，避免切屑对待检测刀具1的刀尖遮挡，检测当待检测刀具1与断屑槽21相对设置时待检测刀具1的刀尖的切削温度，从而有利于提升待检测刀具1的刀尖的切削温度的检测精准度。

可选地，调整断屑槽21槽宽，以使待检测刀具1与断屑槽21相对设置的时间大于或等于0.5s。这样，通过保证待检测刀具1与断屑槽21相对设置的时间足够长，从而有利于提升温度检测准确性。

可选地，在加工断屑槽21之前，选取直径D大于或等于200mm的样材；断屑槽21的加工方法具体包括：在样材上加工出深度大于或等于10mm、宽度大于或等于50mm的断屑槽21。这样，方便待检测刀具1对检测配合件20进行切削加工，保证待检测刀具1与断屑槽21相对设置的时间足够长，从而有利于提升温度检测准确性。

可选地，刀具温度检测方法包括：利用距离传感器40对待检测刀具1和检测配合件20之间的相对位置进行检测；利用红外热像仪50对待检测刀具1的刀尖的温度进行检测；利用数据采集分析装置60根据距离传感器40的检测结果选取红外热像仪50检测得到的温度数据，以得到待检测刀具1与断屑槽21相对设置时待检测刀具1的刀尖的切削温度；步骤S2包括：步骤S21，控制距离传感器40和红外热像仪50处于工作状态；步骤S22，控制待检测刀具1对检测配合件20进行切削加工预定时间后，控制数据采集分析装置60处于工作状态。

在具体实施时，红外热像仪50在录像前需要预热一段时间，无法与距离传感器40同步工作，为了保证刀具温度检测系统各装置的工作同步性，当机床开设空切进给时，先控制红外热像仪50和距离传感器40处于工作状态，并控制数据采集分析装置60先不记录红外热像仪50和距离传感器40的测量信号；当待检测刀具1对检测配合件20切削预定时间后，再控制数据采集分析装置60同时记录红外热像仪50和距离传感器40的测量信号，保证红外热像仪50和距离传感器40的工作同步性，从而避免数据采集分析装置60采集到的温度数据不够准确，有利于进一步地提升温度检测结果。

可选地，待检测刀具1的刀尖的切削温度与切削速度v、刀具进给量f和检测配合件20的转速n有关。

可选地，相邻两个断屑槽21之间的距离Q与刀具进给量f、检测配合件20的转速n和刀具由一个断屑槽21转动至与其相邻的另一个断屑槽21之间的时间间隔t有关。

具体地，进给速度vf＝n*f；切削距离为某段时间内以这个切削速度来加工的距离，因此，Q＝t*vf＝t*n*f。

可选地，检测配合件20的转速n、切削速度v与检测配合件20的直径D之间的关系为：D＝1000v/πn；在确定检测配合件20的转速n和切削速度v后，通过上述公式计算得到检测配合件20的直径D。根据检测配合件20的直径D计算得到本申请待检测刀具1与断屑槽21相对设置的时间T1，T1＝απD/360000v，将T1与0.5相比较，检验T1是否满足大于或等于0.5s的要求。

具体地，n＝1/T；T1＝T*α/360＝α/360n；n＝1000v/πD，可以推导得到T1＝απD/360000v。

本申请采用热辐射法对待检测刀具1的刀尖的切削温度进行测量。在具体实施时，通过红外热像仪50接收切削热产生的红外线并将其转换为电信号，经线性化处理后即可获得相应的温度值。红外热像仪50测温具有测温精确度高，测试所需条件少，仪器使用方便等特点。

本申请采用距离传感器40准确判断出待检测刀具1处于切削状态或检测状态，辅助计算机64对红外热像仪50检测得到的温度数据进行选取。

本申请提供的刀具温度检测方法通过在检测配合件20上加工断屑槽21达到防止温度检测过程中切屑遮挡刀尖造成的对测温精准度的影响，在待检测刀具1在切削过程中切屑无法长时间停留在待检测刀具1的刀尖的表面，保证红外热像仪50更准确地测量刀尖的切削温度，提高了测温的准确性，得到待检测刀具1的刀尖的真实的切削温度。

此外，在检测配合件20上加工断屑槽21，可以减少切屑对切削加工的影响，使待检测刀具1和检测配合件20之间切削地更加充分，提高切削精度，有效地防止积屑瘤的产生。

由于待检测刀具1处于高速旋转状态，利用距离传感器40准确地判断出待检测刀具1的状态，从而利用数据采集分析装置60获取待检测刀具1与断屑槽21相对设置的时间段，并对红外热像仪50检测得到的温度数据进行筛选，将待检测刀具1与断屑槽21相对设置的时间段的温度数据精准地筛选出来进行计算，得到待检测刀具1的刀尖的切削温度。

在具体实施时，红外热像仪50在录像前需要预热一段时间，无法与距离传感器40同步工作，为了保证刀具温度检测系统各装置的工作同步性，当机床开设空切进给时，先控制红外热像仪50和距离传感器40处于工作状态，并控制数据采集分析装置60先不记录红外热像仪50和距离传感器40的测量信号；当待检测刀具1对检测配合件20切削预定时间后，再控制数据采集分析装置60同时记录红外热像仪50和距离传感器40的测量信号，保证红外热像仪50和距离传感器40的工作同步性，从而避免数据采集分析装置60采集到的温度数据不够准确，有利于进一步地提升温度检测结果。

本申请提供的刀具温度检测方法，通过在检测配合件20加工出断屑槽21，使待检测刀具1的刀尖在与断屑槽21相对设置时，切屑断开掉落，从而保证没有切屑对待检测刀具1的刀尖进行遮挡，再通过测量待检测刀具1的刀尖不被切屑遮挡时的切削温度，从而准确可靠地对待检测刀具1的刀尖的温度进行准确测量。

具体地，采用距离传感器40探测出在加工时断屑槽21与待检测刀具1之间的相对位置；再利用计算机64将距离传感器40的信号与红外热像仪50采集的温度信号进行整合并进行对比，以达到采集到待检测刀具1的真实温度的目的。

本申请提供的刀具温度检测系统和刀具温度检测方法用于高精度车削测量中，可以对待检测刀具1的刀尖的切削温度进行精准测量。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刀具温度检测系统，其特征在于，包括：

工件驱动装置(10)和检测配合件(20)，所述工件驱动装置(10)用于安装所述检测配合件(20)并用于驱动所述检测配合件(20)绕其轴线旋转；所述检测配合件(20)的周向表面具有沿其轴向延伸的断屑槽(21)；

刀具支撑结构(30)，所述刀具支撑结构(30)用于安装待检测刀具(1)；所述待检测刀具(1)具有与所述检测配合件(20)接触的切削状态和与所述断屑槽(21)相对设置的检测状态；

距离传感器(40)，所述距离传感器(40)与所述待检测刀具(1)沿所述检测配合件(20)的轴向间隔设置，所述距离传感器(40)设置在所述检测配合件(20)的一侧，以根据所述距离传感器(40)的检测结果判断所述待检测刀具(1)处于所述切削状态或所述检测状态；

红外热像仪(50)，所述红外热像仪(50)与所述待检测刀具(1)间隔设置，所述红外热像仪(50)用于检测所述待检测刀具(1)的刀尖的切削温度，以通过所述距离传感器(40)和所述红外热像仪(50)配合得到所述待检测刀具(1)处于所述检测状态时的刀尖的切削温度。

2.根据权利要求1所述的刀具温度检测系统，其特征在于，所述刀具温度检测系统还包括：

数据采集分析装置(60)，所述数据采集分析装置(60)与所述距离传感器(40)和所述红外热像仪(50)均连接，以根据所述距离传感器(40)的检测结果选取所述红外热像仪(50)检测得到的温度数据，得到所述待检测刀具(1)处于所述检测状态时的刀尖的切削温度。

3.根据权利要求1所述的刀具温度检测系统，其特征在于，所述断屑槽(21)为多个，多个所述断屑槽(21)绕所述检测配合件(20)的周向间隔设置。

4.根据权利要求1所述的刀具温度检测系统，其特征在于，

所述检测配合件(20)的直径D大于或等于200mm；和/或

所述断屑槽(21)的深度S大于或等于10mm；和/或

所述断屑槽(21)的槽口的宽度H大于或等于50mm。

5.根据权利要求1所述的刀具温度检测系统，其特征在于，沿所述检测配合件(20)的旋转方向，所述断屑槽(21)具有第一槽侧壁(211)和第二槽侧壁(212)；所述第一槽侧壁(211)沿所述检测配合件(20)的径向延伸；沿由所述检测配合件(20)的轴线至所述检测配合件(20)的周向表面的方向，所述第二槽侧壁(212)与所述第一槽侧壁(211)之间的距离逐渐增大。

6.根据权利要求1所述的刀具温度检测系统，其特征在于，沿所述检测配合件(20)的转动方向，所述断屑槽(21)具有第一槽侧壁(211)和第二槽侧壁(212)；所述第一槽侧壁(211)的远离所述轴线的第一侧边和所述轴线所在的平面为第一面，所述第二槽侧壁(212)的远离所述轴线的第二侧边和所述轴线所在的平面为第二面，所述第一面与所述第二面之间的夹角α大于或等于25°。

7.一种刀具温度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，在检测配合件(20)上加工断屑槽(21)；

步骤S2，控制待检测刀具(1)对所述检测配合件(20)进行切削加工，并检测所述待检测刀具(1)与所述断屑槽(21)相对设置时所述待检测刀具(1)的刀尖的切削温度。

8.根据权利要求7所述的刀具温度检测方法，其特征在于，

调整所述断屑槽(21)槽宽，以使所述待检测刀具(1)与所述断屑槽(21)相对设置的时间大于或等于0.5s。

9.根据权利要求7所述的刀具温度检测方法，其特征在于，在加工所述断屑槽(21)之前，选取直径D大于或等于200mm的样材；所述断屑槽(21)的加工方法具体包括：

在所述样材上加工出深度大于或等于10mm、宽度大于或等于50mm的断屑槽(21)。

10.根据权利要求7所述的刀具温度检测方法，其特征在于，所述刀具温度检测方法包括：利用距离传感器(40)对所述待检测刀具(1)和所述检测配合件(20)之间的相对位置进行检测；利用红外热像仪(50)对所述待检测刀具(1)的刀尖的温度进行检测；利用数据采集分析装置(60)根据所述距离传感器(40)的检测结果选取所述红外热像仪(50)检测得到的温度数据，以得到所述待检测刀具(1)与所述断屑槽(21)相对设置时所述待检测刀具(1)的刀尖的切削温度；所述步骤S2包括：

步骤S21，控制所述距离传感器(40)和所述红外热像仪(50)处于工作状态；

步骤S22，控制所述待检测刀具(1)对所述检测配合件(20)进行切削加工预定时间后，控制所述数据采集分析装置(60)处于工作状态。

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