CN111203760A - 一种快速测量刀具磨耗的装置 - Google Patents

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Abstract

一种快速测量刀具磨耗的装置，包括第一传送带，所述第一传送带上设置有多个夹持机构，所述夹持机构能够夹持待检测刀具，第一传送带的上方设置有刀具磨损检测器，所述刀具磨损检测器用于检测待检测刀具，第一传送带的下方设置有第二传送带，所述第二传送带用于输送从夹持机构中脱离的待检测刀具。本发明不仅能够实现同一批次多个待检测刀具的逐一检测，而且能够根据检测结果控制夹持机构在指定位置解除对待检测刀具的夹持，使得合格的或不合格的待检测刀具分别被传送至不同的地方进行收集，进而实现自动分类，有效地提高了系统整体运行效率，而且无需频繁手动取出，降低了工作人员的劳动强度，具有广泛的推广价值。

Description

一种快速测量刀具磨耗的装置
技术领域
本发明涉及刀具检测设备技术领域，具体涉及一种快速测量刀具磨耗的装置。
背景技术
刀具磨损在机械加工中是一种普遍存在的现象，刀具的磨损与磨损状态直接影响着机械加工的精度、效率及经济效益。
近年来，随着高性能CNC机床、FMS以及CIMS的广泛应用，机械加工的效率、加工质量有了明显的提高，同时对全自动化生产也提出了更高的要求，操作人机比由原来的一对一发展到现在的一名操作人员操控多台设备的局面。
因此，刀具的寿命、磨损量、刀具破裂等形式的刀具故障对刀具的工作状态和系统的加工效率、精度的影响日益显著。
现有技术中，围绕刀具磨耗检测的研究主要有直接测量法和间接测量法。其中，直接测量法通过图像采集装置检测刀具的刀刃表面粗糙度、刀刃表面状态、刀具几何尺寸的变化程度来检测刀具的磨损状态，实现加工精度要求相对较低的场合的快速检测。
专利CN209425097U公开了一种数控设备的刀具检测设备，其利用刀具磨损检测器对转盘上的多个待检测刀具逐一检测，对于磨损较大的、会影响加工零件质量的待检测刀具，能够通过语音播报器提醒工作人员及时更换刀具。然而，现阶段在利用直接测量法进行刀具磨耗检测时，通常是初检，而针对批量刀具的初检更多要求的是效率而非高精度。因此，该刀具检测设备虽然能够实现刀具的逐一检测，但语音播报的方式在处理批量刀具时，若批次中磨耗较大的刀具多，则会出现频繁报错并要求工作人员频繁取出的情况，显然，如此操作方式的效率不仅不高，且工作人员需要时刻手动取出损耗刀具，工作强度高。
为此，有必要设计一种高效率的快速测量刀具磨耗装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速测量刀具磨耗的装置，以解决现有技术中刀具磨耗装置检测效率低，频繁报错增加了工作人员工作负荷的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种快速测量刀具磨耗的装置，包括第一传送带，所述第一传送带上设置有多个夹持机构，所述夹持机构能够夹持待检测刀具，第一传送带的上方设置有刀具磨损检测器，所述刀具磨损检测器用于检测待检测刀具，第一传送带的下方设置有第二传送带，所述第二传送带用于输送从夹持机构中脱离的待检测刀具。
专利CN209425097U中公开的刀具检测设备能够对一批次的待检测刀具逐一进行检测，一旦检测到不合格的刀具时便会通过语音报警的方式告知工作人员将刀具取出收集。这种方式虽然在应对一批次中磨损严重的刀具数量少时可行，但一旦同一批次中有较多的磨耗刀具，则会频繁报警，频繁取出，不仅检测效率低，而且给工作人员造成手动取出的负担。
为了解决上述问题，本发明采用检测后根据检测结果自动分类的方式，快速、高效地将合格刀具和不合格刀具分别输送至不同地方进行收集，无需手动取出，提高了系统整体运行效率，降低了工作人员的劳动强度。
具体地，本发明包括两个传送带，第一传送带具有传输和检测待检测刀具的作用，而第二传送带用于传送合格的或者不合格的刀具。第一传送带上设置有若干夹持机构，所述夹持机构可拆卸地或者不可拆卸地安装在第一传送带上。夹持机构能够夹持待检测刀具并根据检测的结果将待检测刀具运送至所需的位置后解除对检测刀具的夹持，使得待检测刀具能够落至第二传送带上或者落至收纳箱中存放。
本发明的原理为，在第一传送带的首端，将待检测刀具放入至夹持机构中夹持，之后待检测刀具在第一传送带的作用下逐一向第一传送带的尾端移动，在待检测刀具从首端向尾端的移动过程中，位于第一传送带上方的刀具磨损检测器实时检测待检测刀具的磨耗状态，并产生检测结果，之后将检测结果发送至远端控制器，所述远端控制器向夹持机构发送控制信号，使得对应的检测刀具在位于第二传送带上方或是位于收纳箱上方时解除其对待检测刀具的夹持，待检测刀具随即落入第二传送带或收纳箱中，进而产生区别。
在部分实施例中，第二传送带的首端位于第一传送带的尾端附近，对于期望待检测刀具落入第二传送带上的夹持机构，在通过刀具磨损检测器后，即可控制夹持机构解除夹持，使得夹持机构在从第一传送带尾端，且由第一传送带的上方向第一传送带下方移动的过程中，待检测刀具依靠重力作用落至第二传送带上，之后被运送至指定位置收集。
在部分实施例中，所述收纳箱位于第一传送带的正下方，对于期望待检测刀具落入收纳箱中的夹持机构，其通过了第一传送带尾端并位于第一传送带的下方后，在通过收纳箱的上方时解除对待检测刀具的夹持，使得待检测刀具依靠重力作用落入收纳箱中收集。
在部分实施例中，第二传送带用于接收磨耗程度合格的刀具而收纳箱用于收集磨耗程度不合格的刀具。
通过上述设置，本发明不仅能够实现同一批次多个待检测刀具的逐一检测，而且能够根据检测结果控制夹持机构在指定位置解除对待检测刀具的夹持，使得合格的或不合格的待检测刀具分别被传送至不同的地方进行收集，进而实现自动分类，有效地提高了系统整体运行效率，而且无需频繁手动取出，降低了工作人员的劳动强度，具有广泛的推广价值。
进一步地，所持夹持机构包括锁定状态和解锁状态，在所述锁定状态下，待检测刀具相对于夹持机构固定，在所述解锁状态下，待检测刀具能够相对于安装槽移动。夹持机构实现锁定和解锁的方式有多种，例如通过卡接件卡接。
作为本发明的夹持机构的一个优选实施方式，所述夹持机构上设置有插槽和安装槽，所述插槽用于放置待检测刀具，所述安装槽内设置有液压缸，在锁定状态下，所述液压缸的活塞杆挤压待检测刀具的侧面，活塞杆与插槽的内壁共同构成对待检测刀具的夹持；在解锁状态下，活塞杆对待检测刀具的作用力减小，待检测刀具能够相对于插槽移动。插槽和安装槽连通，安装槽内安装的液压缸的活塞杆在锁定状态下移动至插槽内挤压待检测刀具的侧壁，进而与插槽的内壁共同夹持待检测刀具，使其相对于夹持机构不产生移动。在解锁状态下，液压缸的活塞杆回收，回收的活塞杆不再对待检测刀具施加足以使其限位于插槽中的作用力，使得活塞杆能够在重力作用下从插槽中脱离。
在部分实施例中，夹持机构整体大致为圆柱体，圆柱体的上方设置有弧形挡板，优选地，弧形挡板的圆心与圆柱体的圆心同心，弧形挡板的位置被配置为，当夹持机构位于第一传送带的上方时，弧形挡板靠近第一传送带的尾端。通过该设置，若夹持机构在进入第一传送带的尾端之前解除对待检测刀具的夹持，待检测刀具便会在第一传送带的尾端，由第一传送带的上方向下方变换的过程中，在重力的作用下从插槽中脱离，并顺着弧形挡板落至第二传送带上。弧形挡板不仅具有引导待检测刀具滑落方向的作用，还能够有效地降低待检测刀具与第二传送带表面的冲力。
进一步地，所述活塞杆的靠近安装槽的端部设置有缓冲层。所述缓冲层优选由橡胶材料制成，一方面减少活塞杆对待检测刀具侧面的刮擦，另一方面增大活塞杆和待检测刀具侧面的接触面积和摩擦系数，提高两者间的摩擦力，形成更好的夹持效果。
作为本发明的夹持机构的另一个优选实施方式，还包括保护套，所述保护套能够紧密地套设在待检测刀具的底部，保护套上设置有卡槽，卡槽的尺寸与活塞杆的尺寸相匹配。优选地，所述保护套由橡胶材料制成，所述保护套在待检测刀具放入夹持机构之前套设于待检测刀具的底部。为了实现保护套紧密地套设在待检测刀具底部，优选地，保护套的内径小于待检测刀具底部的直径，以使得保护套在产生形变的状态下包裹待检测刀具的底面。保护套一方面能够起到缓冲层的作用，避免活塞杆表面对待检测刀具的侧面刮擦、增大两者的摩擦力，另一方面保护套具有的厚度和可形变性能够填充插槽和待检测刀具之间的工作间隙，进一步有效地夹持作用。另外，保护套上还设置有于活塞杆尺寸相匹配的卡槽，使得活塞杆能够插入保护套侧面的卡槽中，形成对保护套的限位，进而避免可检测刀具相对于插槽移动。不仅如此，当待检测刀具从插槽中脱离、落至第二传送带或收纳箱中时，保护套能够减小刀具底部的撞击，对刀具的底部形成较好的保护。
进一步地，所述保护套的底部设置有通孔。通孔能够增大保护套的形变能力，便于保护套的拉伸和收缩，进而确保保护套更加紧密的贴合于刀具的底部。同时，通孔还有利于保护套从刀具底部取出。
进一步地，所述保护套的内壁上设置有若干凸点。所述凸点同样由橡胶制成，在挤压作用下，凸点产生形变，起到防滑的效果。
进一步地，所述保护套的卡槽内设置有卡环，所述卡环由金属材料制成。金属材料制成的卡环便于活塞杆插入至卡槽中固定，同时避免活塞杆损坏橡胶材料制成的保护套及卡槽。
作为本发明的一种自动化实现方式，所述夹持机构上设置有处理器和信号接收单元，所述处理器用于通过信号接收单元接收远端控制器的控制信号，并根据所述控制信号控制夹持机构在锁定状态和解锁状态间切换。在部分实施例中，刀具磨损检测器产生检测结果后，将检测结果发送至远端控制器，远端控制器根据检测结果向夹持机构的处理器发送第一控制信号或第二控制信号。其中，对应的夹持机构在接收到第一控制信号后，立即控制其液压油泵使得活塞杆缩至液压缸中，解除对刀具的夹持，刀具落至第二传送带上；对应的夹持机构在接收到第二控制信号后，在时间T之后控制器液压油泵使得活塞杆缩至液压缸中，解除对刀具的夹持，刀具落至收纳箱中。所述时间T可根据第一传送带的长度、第二传送带的长度、两条传送带的相对位置，收纳箱的位置、刀具磨损检测器的位置、第一传送带的传送速度综合求得，该计算方式可通过现有的简单计算求得，在此不再赘述。
通过上述第一控制信号和第二控制信号，相应的夹持机构的处理器向液压油泵施加立即切换状态或延迟切换状态两种命令，进而确保刀具落至第二传送带或收纳箱中，实现自动分类。
在部分实施例中，所述远端控制器可以设置在工作室中，由工作人员根据检测结果控制对应的夹持机构切换锁定/解锁状态，也可直接设置在刀具磨损检测器上，在检测结果生成后，直接控制当前的夹持机构切换状态，并进行重置判断下一个夹持机构在合适解除状态。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明不仅能够实现同一批次多个待检测刀具的逐一检测，而且能够根据检测结果控制夹持机构在指定位置解除对待检测刀具的夹持，使得合格的或不合格的待检测刀具分别被传送至不同的地方进行收集，进而实现自动分类，有效地提高了系统整体运行效率，而且无需频繁手动取出，降低了工作人员的劳动强度，具有广泛的推广价值；
2、本发明通过在每个夹持机构上均设置液压缸及匹配的液压油泵，使得夹持机构能够快速响应控制信号解除对插槽内待检测刀具的锁定，便于快速、高效、可靠地对待检测刀具进行分类；
3、本发明通过设置保护套，一方面能够起到缓冲层的作用，避免活塞杆表面对待检测刀具的侧面刮擦、增大两者的摩擦力，另一方面保护套具有的厚度和可形变性能够填充插槽和待检测刀具之间的工作间隙，进一步有效地夹持作用；同时，当待检测刀具从插槽中脱离、落至第二传送带或收纳箱中时，保护套能够减小刀具底部的撞击，对刀具的底部形成较好的保护；
4、本发明的夹持机构为圆柱体和弧形挡板相结合的方式，通过设置弧形挡板，不仅能够引导待检测刀具滑落方向，还能够有效地降低待检测刀具与第二传送带表面的冲力；
5、本发明对保护套的设置，使得保护套上的通过能够确保保护套更加紧密的贴合于刀具的底部，凸点能够起到更好的防滑效果，卡环不仅便于活塞杆插入至卡槽中固定，同时避免活塞杆损坏橡胶材料制成的保护套及卡槽；
6、本发明通过自动化设置，利用远端控制器发送的第一控制信号和第二控制信号，控制相应的夹持机构的处理器向液压油泵施加立即切换状态或延迟切换状态两种命令，进而确保刀具落至第二传送带或收纳箱中，可靠、稳定地根据检测结果自动分类待检测刀具。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明具体实施例的结构示意图；
图2为本发明具体实施例中夹持机构的结构示意图；
图3为本发明具体实施例中保护罩的结构示意图；
图4为本发明具体实施例中保护罩与待检测刀具装配的示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-第一传送带，2-夹持机构，21-插槽，22-液压缸，23-活塞杆，24-通孔，25-凸点，26-卡槽，27-卡环，28-保护套，29-弧形挡板，3-滑轨，4-刀具磨损检测器，5-收纳箱，6-第二传送带，7-待检测刀具。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”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装置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保护范围的限制。
实施例1：
如图1所示的一种快速测量刀具磨耗的装置，包括第一传送带1，所述第一传送带1上设置有多个夹持机构2，所述夹持机构2能够夹持待检测刀具7，第一传送带1的上方设置有刀具磨损检测器4，所述刀具磨损检测器4用于检测待检测刀具7，第一传送带1的下方设置有第二传送带6，所述第二传送带6用于输送从夹持机构2中脱离的待检测刀具7；所持夹持机构2包括锁定状态和解锁状态，在所述锁定状态下，待检测刀具7相对于夹持机构2固定，在所述解锁状态下，待检测刀具7能够相对于安装槽移动。
在部分实施例中，刀具磨损检测器4安装于滑块上，所述滑块能够沿设置在第一传感器上方的滑轨3移动，进而允许工作人员根据实际需求调整刀具磨损检测器4的位置，并设置第二控制信号的延迟时间T。
本发明不仅能够实现同一批次多个待检测刀具的逐一检测，而且能够根据检测结果控制夹持机构在指定位置解除对待检测刀具的夹持，使得合格的或不合格的待检测刀具分别被传送至不同的地方进行收集，进而实现自动分类，有效地提高了系统整体运行效率，而且无需频繁手动取出，降低了工作人员的劳动强度，具有广泛的推广价值。
实施例2：
在实施例1的基础上，如图2所示，所述夹持机构2上设置有插槽21和安装槽，所述插槽21用于放置待检测刀具7，所述安装槽内设置有液压缸22，在锁定状态下，所述液压缸22的活塞杆23挤压待检测刀具7的侧面，活塞杆23与插槽21的内壁共同构成对待检测刀具7的夹持；在解锁状态下，活塞杆23对待检测刀具7的作用力减小，待检测刀具7能够相对于插槽21移动。
在部分实施例中，如图2所示，夹持机构整体大致为圆柱体，圆柱体的上方设置有弧形挡板，优选地，弧形挡板的圆心与圆柱体的圆心同心，弧形挡板的位置被配置为，当夹持机构位于第一传送带的上方时，弧形挡板靠近第一传送带的尾端。通过该设置，若夹持机构在进入第一传送带的尾端之前解除对待检测刀具的夹持，待检测刀具便会在第一传送带的尾端，由第一传送带的上方向下方变换的过程中，在重力的作用下从插槽中脱离，并顺着弧形挡板落至第二传送带上。弧形挡板不仅具有引导待检测刀具滑落方向的作用，还能够有效地降低待检测刀具与第二传送带表面的冲力。
在部分实施例中，所述活塞杆23的靠近安装槽的端部设置有缓冲层。
实施例3：
在上述实施例的基础上，如图3和图4所示，还包括保护套28，所述保护套28能够紧密地套设在待检测刀具7的底部，保护套28上设置有卡槽26，所述卡槽26的尺寸与活塞杆23的尺寸相匹配；所述保护套28由橡胶材料制成；所述保护套28的底部设置有通孔24；所述保护套28的内壁上设置有若干凸点25；所述保护套28的卡槽26内设置有卡环27，所述卡环27由金属材料制成。
本实施例中，通过设置保护套，一方面能够起到缓冲层的作用，避免活塞杆表面对待检测刀具的侧面刮擦、增大两者的摩擦力，另一方面保护套具有的厚度和可形变性能够填充插槽和待检测刀具之间的工作间隙，进一步有效地夹持作用；同时，当待检测刀具从插槽中脱离、落至第二传送带或收纳箱中时，保护套能够减小刀具底部的撞击，对刀具的底部形成较好的保护。
实施例4：
在上述实施例的基础上，所述夹持机构2上设置有处理器和信号接收单元，所述处理器用于通过信号接收单元接收远端控制器的控制信号，并根据所述控制信号控制夹持机构2在锁定状态和解锁状态间切换。
刀具磨损检测器产生检测结果后，将检测结果发送至远端控制器，远端控制器根据检测结果向夹持机构的处理器发送第一控制信号或第二控制信号。其中，对应的夹持机构在接收到第一控制信号后，立即控制其液压油泵使得活塞杆缩至液压缸中，解除对刀具的夹持，刀具落至第二传送带上；对应的夹持机构在接收到第二控制信号后，在时间T之后控制器液压油泵使得活塞杆缩至液压缸中，解除对刀具的夹持，刀具落至收纳箱中。所述时间T可根据第一传送带的长度、第二传送带的长度、两条传送带的相对位置，收纳箱的位置、刀具磨损检测器的位置、第一传送带的传送速度综合求得，该计算方式可通过现有的简单计算求得，在此不再赘述。
通过上述第一控制信号和第二控制信号，相应的夹持机构的处理器向液压油泵施加立即切换状态或延迟切换状态两种命令，进而确保刀具落至第二传送带或收纳箱中，实现自动分类。
本文中所使用的“第一”、“第二”等(例如第一弹簧、第二弹簧，第一红外测距仪、第二红外测距仪等)只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速测量刀具磨耗的装置，其特征在于，包括第一传送带(1)，所述第一传送带(1)上设置有多个夹持机构(2)，所述夹持机构(2)能够夹持待检测刀具(7)，第一传送带(1)的上方设置有刀具磨损检测器(4)，所述刀具磨损检测器(4)用于检测待检测刀具(7)，第一传送带(1)的下方设置有第二传送带(6)，所述第二传送带(6)用于输送从夹持机构(2)中脱离的待检测刀具(7)。
2.根据权利要求1所述的一种快速测量刀具磨耗的装置，其特征在于，所持夹持机构(2)包括锁定状态和解锁状态，在所述锁定状态下，待检测刀具(7)相对于夹持机构(2)固定，在所述解锁状态下，待检测刀具(7)能够相对于安装槽移动。
3.根据权利要求2所述的一种快速测量刀具磨耗的装置，其特征在于，所述夹持机构(2)上设置有插槽(21)和安装槽，所述插槽(21)用于放置待检测刀具(7)，所述安装槽内设置有液压缸(22)，在锁定状态下，所述液压缸(22)的活塞杆(23)挤压待检测刀具(7)的侧面，活塞杆(23)与插槽(21)的内壁共同构成对待检测刀具(7)的夹持；在解锁状态下，活塞杆(23)对待检测刀具(7)的作用力减小，待检测刀具(7)能够相对于插槽(21)移动。
4.根据权利要求3所述的一种快速测量刀具磨耗的装置，其特征在于，所述活塞杆(23)的靠近安装槽的端部设置有缓冲层。
5.根据权利要求3所述的一种快速测量刀具磨耗的装置，其特征在于，还包括保护套(28)，所述保护套(28)能够紧密地套设在待检测刀具(7)的底部，保护套(28)上设置有卡槽(26)，所述卡槽(26)的尺寸与活塞杆(23)的尺寸相匹配。
6.根据权利要求5所述的一种快速测量刀具磨耗的装置，其特征在于，所述保护套(28)由橡胶材料制成。
7.根据权利要求5所述的一种快速测量刀具磨耗的装置，其特征在于，所述保护套(28)的底部设置有通孔(24)。
8.根据权利要求5所述的一种快速测量刀具磨耗的装置，其特征在于，所述保护套(28)的内壁上设置有若干凸点(25)。
9.根据权利要求5所述的一种快速测量刀具磨耗的装置，其特征在于，所述保护套(28)的卡槽(26)内设置有卡环(27)，所述卡环(27)由金属材料制成。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的一种快速测量刀具磨耗的装置，其特征在于，所述夹持机构(2)上设置有处理器和信号接收单元，所述处理器用于通过信号接收单元接收远端控制器的控制信号，并根据所述控制信号控制夹持机构(2)在锁定状态和解锁状态间切换。
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