CN111531404A - 数控机床刀具状态的实时检测方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数控机床技术领域，公开了数控机床刀具状态的实时检测方法、装置、计算机设备及存储介质，该方法包括以下步骤：检测数控机床是否处于加工状态；若数控机床处于加工状态，则检测数控机床的主轴是否处于空转状态；将连续检测到主轴处于空转状态下的次数记为N；判断N的数值大小，若N的值大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于非正常状态。本申请提供的一种数控机床刀具状态的实时检测方法，当检测到刀具处于非正常状态时，通过向工作人员发送提示信息，提醒工作人员对数控机床的刀具进行查看，这样便能够对数控机床的刀具状态，起到实时检测的作用，且检测方式简单，有利于提高产品的加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床技术领域，尤其涉及数控机床刀具状态的实时检测方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
在数控机床加工过程中，刀具的切削力大小、刀具质量、进刀速度以及待加工的材料等因素，都可能会造成刀具断裂。如果刀具断裂不能及时检测，会影响工件品质及加工效率，进而导致加工成本上升。业界为此展开了诸多检测方式方法的研究，主要分为非实时检测和实时检测。
非实时检测一般是在刀具库位置安装相应装置，在使用刀具前或者使用后，通过激光检测、CCD视觉检测和接触测量等检测方式来判断刀具是否断裂。显然，这种方法在检测时效上有滞后性，不利于提高加工效率。
现有技术中，实时检测主要是通过刀具断裂前后的主轴电机的电流特征来判断。这些方法需要引入专用的电流测量装置，检测过程中操作复杂，且由于工件构造、加工工艺和加工材料的不同，实际操作过程中有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供数控机床刀具状态的实时检测方法、装置、计算机设备及存储介质，旨在解决现有技术中，在对数控机床刀具状态的实时检测过程中，需要对主轴的电流进行测量，且检测操作复杂的问题。
本发明是这样实现的，第一方面，本发明实施例提供了一种数控机床刀具状态的实时检测方法，该方法包括以下步骤：
检测数控机床是否处于加工状态；
若所述数控机床处于加工状态，则检测所述数控机床的主轴是否处于空转状态；
重复上述步骤，并将连续检测到所述主轴处于空转状态下的次数记为N；
判断N的数值大小，若N的值大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于非正常状态，若N的值不大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于正常状态。
进一步地，所述检测数控机床是否处于加工状态包括以下步骤：
获取所述数控机床的当前状态模式，所述数控机床的状态模式包括加工模式、空闲模式、报警模式、急停模式；
判断所述数控机床的当前状态模式是否是加工模式；
若所述数控机床的当前状态模式为加工模式，则再获取所述数控机床的数控加工代码；
根据所述数控加工代码判断所述数控机床是否处于加工状态。
进一步地，所述检测所述数控机床的主轴是否处于空转状态包括以下步骤：
获取所述数控机床的主轴状态；
根据所述主轴状态，判断所述数控机床的主轴是否处于空转状态。
进一步地，所述主轴状态包括主轴的转速大小、主轴的进给率大小以及主轴的负载大小，所述获取所述数控机床的主轴状态包括：
获取所述主轴的转速；
获取所述主轴的进给率；
获取所述主轴的负载。
进一步地，所述根据所述主轴状态，判断所述数控机床的主轴是否处于空转状态包括：
判断所述主轴的转速与进给率的大小；
若所述主轴的转速与进给率均不为0，则再判断所述主轴的负载大小；若所述主轴的负载不为0，说明此时所述主轴处于切削状态，则判定刀具正常，若所述主轴的负载为0，则说明此时所述主轴处于空转状态。
与现有技术相比，本发明主要有以下有益效果：
上述提供的数控机床刀具状态的实时检测方法，通过检测数控机床是否处于加工状态；若所述数控机床处于加工状态，则再检测所述数控机床的主轴是否处于空转状态；重复上述步骤，并将连续检测到所述主轴处于空转状态下的次数记为N；最后判断N的数值大小，若N的值大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于非正常状态，若N的值不大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于正常状态。在实际生产过程中，当检测到刀具处于非正常状态时，通过向工作人员发送提示信息，提醒工作人员对数控机床的刀具进行查看，这样便能够对数控机床的刀具状态，起到实时检测的作用，且检测方式简单，有利于提高产品的加工效率。
第二方面，本申请实施例提供一种数控机床刀具状态的实时检测装置，包括:
第一检测单元，用于检测数控机床是否处于加工状态；
第二检测单元，用于当所述数控机床处于加工状态时，检测所述数控机床的主轴是否处于空转状态；
运算存储单元，用于将连续检测到所述主轴处于空转状态下的次数记为N；
判断单元，用于判断N的数值大小，若N的值大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于非正常状态，若N的值不大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于正常状态。
在其中一个实施例中，所述第一检测单元包括：
第一获取单元，用于获取所述数控机床的当前状态模式；
第一判断子单元，判断所述数控机床的当前状态模式是否是加工模式；
第二获取单元，用于获取所述数控机床的数控加工代码；
第二判断子单元，用于根据所述数控加工代码判断所述数控机床是否处于加工状态。
在其中一个实施例中，所述第二检测单元包括：
第三获取单元，用于获取所述数控机床的主轴状态；
第三判断子单元，用于根据所述主轴状态，判断所述数控机床的主轴是否处于空转状态。
第三方面，本申请实施例提供的一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时实现上述数控机床刀具状态的实时检测方法。
第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现上述数控机床刀具状态的实时检测方法。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种数控机床刀具状态的实时检测方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种数控机床刀具状态的实时检测方法中步骤S10的具体流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种数控机床刀具状态的实时检测方法中步骤S20的具体流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种数控机床刀具状态的实时检测方法中步骤S202的具体流程示意图；
图5是本发明实施例提供的一种数控机床刀具状态的实时检测装置的示意性框图。
附图标记：1-第一检测单元，2-第二检测单元，3-运算存储单元，4-判断单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
图1示出了本发明提供的数控机床刀具状态的实时检测方法的流程示意图，以下参考图1来对本发明实施例进行详细说明。
一种数控机床刀具状态的实时检测方法，该方法包括：步骤S10、步骤S20、步骤S30以及步骤S40。
步骤S10：检测数控机床是否处于加工状态。
具体地，刀具被固定在数控机床的主轴上，若检测到数控机床未处于加工状态，则判定刀具处于正常状态，不需要对刀具进行更换；若检测到数控机床处于加工状态，则判定刀具刀具状态未知，需要对刀具状态进一步判定。
步骤S20：若数控机床处于加工状态，则检测数控机床的主轴是否处于空转状态。
具体地，若检测到主轴未处于空转状态，则说明数控机床处于正常工作中，判定刀具处于正常状态；若检测到主轴处于空转状态，则判定刀具刀具状态未知，需要对刀具状态进一步判定。
步骤S30：重复步骤S10和步骤S20，并将连续检测到主轴处于空转状态下的次数记为N。
具体地，可以按照预先设定好的检测频率，不断的重复步骤S10和步骤S20，其中，不同的检测频率下，完成一次刀具状态检测的时间也不同，可以根据待加工工件的材质不同，调整对刀具的检测频率。例如，当待加工工件的硬度较大，对刀具的磨损较大时，容易造成刀具的断裂，此时需要提高对刀具的检测频率；当待加工工件的硬度较小，对刀具的磨损较小时，不容易造成刀具的断裂，此时可以降低对刀具的检测频率。
步骤S40：判断N的数值大小，若N的值大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于非正常状态，若N的值不大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于正常状态。
具体地，其中N的数值越大，表示连续检测到主轴处于空转状态下的次数越多，主轴处于空转状态下的时间也越长。当数控机床已处于加工工件的过程中，主轴不会长时间处于空转状态，若主轴在一定的时间内都处于空转状态，则说明主轴处于不正常的加工状态，且其中由于刀具断裂、磨损等原因造成主轴空转的概率极大，此时判定刀具处于非正常状态，用于提醒工作人员过去查看数控机床的工作情况并视情况更换刀具，这样便能够对刀具的状态起到实时检测的作用。其中，处于非正常状态下的刀具存在刀具磨损、崩刃、断刀等问题中的一种或多种问题，处于正常状态下的刀具能够正常工作并且不存在上述问题。
上述提供的一种数控机床刀具状态的实时检测方法，通过检测数控机床是否处于加工状态；若数控机床处于加工状态，则再检测数控机床的主轴是否处于空转状态；重复上述步骤，并将连续检测到主轴处于空转状态下的次数记为N；最后判断N的数值大小，若N的值大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于非正常状态，若N的值不大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于正常状态。在实际生产过程中，当检测到刀具处于非正常状态时，通过向工作人员发送提示信息，提醒工作人员对数控机床的刀具进行查看，这样便能够对数控机床的刀具状态，起到实时检测的作用，且检测方式简单，有利于提高产品的加工效率。
下面结合一个具体的例子来对本发明一种数控机床刀具状态的实时检测方法做进一步说明。
请参阅图2，在上一个实施例的基础之上，图2示出了一种数控机床刀具状态的实时检测方法中步骤S10的具体流程示意图；需要说明的是，步骤S10具体包括以下步骤：
步骤S101：获取数控机床的当前状态模式。
具体地，通过与数控机床建立通信连接的方式获取数控机床不同模式状态下发送的信号信息，不同状态模式下的数控机床发送的信号信息都不相同；数控机床的状态模式包括加工模式、空闲模式、报警模式、急停模式，当然也可以包括其他多种模式，本发明对此不作限定。
步骤S102：判断数控机床的当前状态模式是否是加工模式。
具体地，先将数控机床不同模式状态下发送的信号信息存储到第一判断子单元中的存储模块中，再将数控机床当前发送的信号信息与预先存储到存储模块中的信号信息对比，判断出数控机床当前所处的状态模式。
步骤S103：若数控机床的当前状态模式为加工模式，则再获取数控机床的数控加工代码。
具体地，若数控机床的当前状态模式为其他模式，则判定该数控机床未处于加工状态，则刀具处于正常状态，不需要对刀具进行更换；处于加工模式的数控机床具有正在对工件进行加工的加工状态和未对工件进行加工的静止状态两种工作状态。
步骤S104：根据数控加工代码判断数控机床是否处于加工状态。
具体地，当数控加工代码为0时，表示数控机床处于未对工件进行加工的静止状态；当数控加工代码不为0时，则表示数控机床正在执行加工动作，数控机床处于加工状态。
请参阅图3，在上一个实施例的基础之上，图3示出了一种数控机床刀具状态的实时检测方法中步骤S20的具体流程示意图；需要说明的是，步骤S20具体包括以下步骤：
步骤S201：获取数控机床的主轴状态。
具体地，主轴状态包括主轴的转速大小、主轴的进给率大小以及主轴的负载大小；获取数控机床的主轴状态包括获取主轴的转速、获取主轴的进给率以及获取主轴的负载。其中，数控机床的数控系统中具有主轴的转速、进给率以及负载的实时数据，通过与数控机床建立通信连接的方式获取主轴的转速、进给率以及负载。
步骤S202：根据主轴状态，判断数控机床的主轴是否处于空转状态。
具体地，通过获取主轴的转速、进给率以及负载等实时数据，能够清楚的判断出主轴的当前状态。
请参阅图4，在上一个实施例的基础之上，图4示出了一种数控机床刀具状态的实时检测方法中步骤S202的具体流程示意图；需要说明的是，步骤S202具体包括以下步骤：
步骤S2021：判断主轴的转速与进给率的大小。
具体地，判断主轴的转速与进给率是否均为0。
步骤S2022：若主轴的转速与进给率均不为0，则再判断主轴的负载大小；若主轴的负载不为0，说明此时主轴处于切削状态，则判定刀具正常，若主轴的负载为0，则说明此时主轴处于空转状态。
具体地，数控机床在正常切削状态下时，主轴的转速、进给率与负载均不为0，主轴处于空转状态下时，主轴的转速和进给率均不为0，而负载为0。
请参阅图5，图5示出了本发明实施例提供的一种数控机床刀具状态的实时检测装置的示意性框图；本申请的实施例提供的一种数控机床刀具状态的实时检测装置，可以配置于终端或服务器中，用于执行前述的数控机床刀具状态的实时检测方法。该数控机床刀具状态的实时检测装置包括：
第一检测单元1，用于检测数控机床是否处于加工状态；
第二检测单元2，用于当数控机床处于加工状态时，检测数控机床的主轴是否处于空转状态；
运算存储单元3，用于将连续检测到主轴处于空转状态下的次数记为N；
判断单元4，用于判断N的数值大小，若N的值大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于非正常状态，若N的值不大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于正常状态。
需要说明的是，第一检测单元1包括：
第一获取单元，用于获取数控机床的当前状态模式；
第一判断子单元，判断数控机床的当前状态模式是否是加工模式；
第二获取单元，用于获取数控机床的数控加工代码；
第二判断子单元，用于根据数控加工代码判断数控机床是否处于加工状态。
具体地，第一判断子单元包括存储模块，存储模块用于存储数控机床在不同模式状态下发送到该数控机床刀具状态的实时检测装置的信号信息。
需要说明的是，第二检测单元2包括：
第三获取单元，用于获取数控机床的主轴状态；
第三判断子单元，用于根据主轴状态，判断数控机床的主轴是否处于空转状态。
需要说明的是，第三判断子单元包括：
第四判断子单元，用于判断主轴的转速与进给率的大小；
第五判断子单元，用于当主轴的转速与进给率均不为0时，判断主轴的负载大小。
该数控机床刀具状态的实时检测装置还包括通信单元；通信单元用于与数控机床实现通信连接。
该数控机床刀具状态的实时检测装置还连接有报警灯，当通过上述数控机床刀具状态的实时检测方法判定刀具处于非正常状态时，报警灯会发出警报，以提醒工作人员对数控机床的刀具进行查看。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和各单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
上述的装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在计算机设备上运行。
该计算机设备可以是服务器或终端。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口；其中，存储器可以包括非易失性存储介质和内存储器。
处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个计算机设备的运行。
非易失性存储介质可存储操作系统和计算机程序。该计算机程序包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器执行任意一种数控机床刀具状态的实时检测方法。
内存储器为非易失性存储介质中的计算机程序的运行提供环境，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行任意一种数控机床刀具状态的实时检测方法。
网络接口用于进行网络通信，如发送分配的任务等。
应当理解的是，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本申请的实施例中还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序中包括程序指令，所述处理器执行所述程序指令，实现本申请实施例提供的任意一种数控机床刀具状态的实时检测方法。该程序执行时可包括本发明提供的一种数控机床刀具状态的实时检测方法各实施例中的部分或全部步骤。
其中，所述计算机可读存储介质可以是前述实施例所述的终端的内部存储单元，例如所述终端的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述计算机设备的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数控机床刀具状态的实时检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
检测数控机床是否处于加工状态；
若所述数控机床处于加工状态，则检测所述数控机床的主轴是否处于空转状态；
重复上述步骤，并将连续检测到所述主轴处于空转状态下的次数记为N；
判断N的数值大小，若N的值大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于非正常状态，若N的值不大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于正常状态。
2.如权利要求1所述的数控机床刀具状态的实时检测方法，其特征在于，所述检测数控机床是否处于加工状态包括以下步骤：
获取所述数控机床的当前状态模式，所述数控机床的状态模式包括加工模式、空闲模式、报警模式、急停模式；
判断所述数控机床的当前状态模式是否是加工模式；
若所述数控机床的当前状态模式为加工模式，则再获取所述数控机床的数控加工代码；
根据所述数控加工代码判断所述数控机床是否处于加工状态。
3.如权利要求1所述的数控机床刀具状态的实时检测方法，其特征在于，所述检测所述数控机床的主轴是否处于空转状态包括以下步骤：
获取所述数控机床的主轴状态；
根据所述主轴状态，判断所述数控机床的主轴是否处于空转状态。
4.如权利要求3所述的数控机床刀具状态的实时检测方法，其特征在于，所述主轴状态包括主轴的转速大小、主轴的进给率大小以及主轴的负载大小，所述获取所述数控机床的主轴状态包括：
获取所述主轴的转速；
获取所述主轴的进给率；
获取所述主轴的负载。
5.如权利要求4所述的数控机床刀具状态的实时检测方法，其特征在于，所述根据所述主轴状态，判断所述数控机床的主轴是否处于空转状态包括：
判断所述主轴的转速与进给率的大小；
若所述主轴的转速与进给率均不为0，则再判断所述主轴的负载大小；若所述主轴的负载不为0，说明此时所述主轴处于切削状态，则判定刀具正常，若所述主轴的负载为0，则说明此时所述主轴处于空转状态。
6.一种数控机床刀具状态的实时检测装置，其特征在于，包括：
第一检测单元，用于检测数控机床是否处于加工状态；
第二检测单元，用于当所述数控机床处于加工状态时，检测所述数控机床的主轴是否处于空转状态；
运算存储单元，用于将连续检测到所述主轴处于空转状态下的次数记为N；
判断单元，用于判断N的数值大小，若N的值大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于非正常状态，若N的值不大于预先设定好的数值大小，则判定刀具处于正常状态。
7.如权利要求6所述的数控机床刀具状态的实时检测装置，其特征在于，所述第一检测单元包括：
第一获取单元，用于获取所述数控机床的当前状态模式；
第一判断子单元，判断所述数控机床的当前状态模式是否是加工模式；
第二获取单元，用于获取所述数控机床的数控加工代码；
第二判断子单元，用于根据所述数控加工代码判断所述数控机床是否处于加工状态。
8.如权利要求6所述的数控机床刀具状态的实时检测装置，其特征在于，所述第二检测单元包括：
第三获取单元，用于获取所述数控机床的主轴状态；
第三判断子单元，用于根据所述主轴状态，判断所述数控机床的主轴是否处于空转状态。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的数控机床刀具状态的实时检测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如权利要求1至5中任一项所述的数控机床刀具状态的实时检测方法。
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