CN112935935B - 磨损刀片定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的磨损刀片定位方法，应用于加工装置上，所述磨损刀片定位方法包括：S1、在轴座上设定至少两个检测位置；S2、对每一检测位置的振动信号进行分析；S3、当振动信号异常时，对所有所述振动信号进行相关性运算确定产生异常振动信号的刀片在主轴上的位置。本发明提供的磨损刀片定位方法，在不同位置对刀片产生的振动进行检测，并对检测到的振动信号进行相关性运算，根据异常振动信号传递至不同位置时产生的时间差确定刀片在主轴上的位置，从而避免现有技术中无法检测磨损刀片的位置而需要对所有刀片进行更换的技术问题，降低加工过程中出现问题的概率，有效提高生产质量。

Description

磨损刀片定位方法

技术领域

本发明涉及加工设备技术领域，特别地涉及一种磨损刀片定位方法。

背景技术

刀片加工是现有加工方式中最常用的方式之一，而在加工过程中会存在刀片出现磨损甚至损坏的问题，现有的刀片磨损监测方法是监测主轴旋转的有用功功率或主轴前端振动频谱，当刀片出现问题或者磨损到极限时，加工功率或振动会出现增大，但是无法具体诊断到哪一个刀片出现了问题，而现有技术中能够给出的解决方式是根据加工零件的数量直接进行更换或者将同一根主轴上的所有刀片进行更换资源浪费，同时无法保证加工质量。

发明内容

本发明提供一种根据不同位置检测到的异常振动信号的相关性运算确定产生磨损甚至损坏的刀片在主轴上的位置的磨损刀片定位方法，从而克服现有技术中无法诊断哪一个刀片出现问题而需要对所有刀片均进行更换的问题。

一种磨损刀片定位方法，应用于加工装置上，所述加工装置包括轴座和设置于所述轴座上的主轴，且沿所述主轴的轴线方向上，所述主轴上设置有至少两把同时进行切削的刀片，所述磨损刀片定位方法包括：

S1、在轴座上设定至少两个检测位置，并在每一检测位置处检测刀片产生的振动信号；

S2、对每一检测位置的振动信号进行分析，并根据分析结果判断振动信号是否异常；

S3、当振动信号异常时，对所有所述振动信号进行相关性运算确定产生异常振动信号的刀片在主轴上的位置。

在步骤S1中，所述检测位置的数量为两个，确定每一刀片到两个所述检测位置的连线的直线距离。

两个所述检测位置的连线与所述主轴的轴线垂直。

两个所述检测位置中的一个所述检测位置处于所述主轴的轴线上。

在步骤S3中还包括，获取步骤S2中每一检测位置检测的振动信号异常的时刻值t，计算任意两个时刻值t进行计算获得时间间隔τ，并根据时间间隔τ确定产生磨损的刀片在主轴上的位置。

在步骤S3中还包括获取振动信号传递速度V，并根据时间间隔τ计算产生异常的振动信号传递至两个检测位置的路程差值，从而确定产生异常的振动信号的刀片在主轴上的位置。

在步骤S3中还包括：获取两个检测位置检测到的振动数据x(t)和y(t)，并对x(t)和y(t)进行相关性运算。

在对x(t)和y(t)进行相关性运算时，采用下列公式：

其中：T为主轴转动时长。

所述加工装置在每一所述检测位置处设置有一个振动传感器。

还包括分析模块，所述分析模块与所有所述振动传感器电连接，且所述分析模块对所有所述振动传感器获取的振动信号进行相关性运算。

本发明提供的磨损刀片定位方法，在不同位置对刀片产生的振动进行检测，并对检测到的振动信号进行相关性运算，根据异常振动信号传递至不同位置时产生的时间差确定刀片在主轴上的位置，从而避免现有技术中无法检测磨损刀片的位置而需要对所有刀片进行更换的技术问题，降低加工过程中出现问题的概率，有效提高生产质量。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。

本发明的磨损刀片定位方法，应用于加工装置上，加工装置包括所有轴向距离上设置有刀片的装置，如阶梯钻、镗或凸轮轴曲轴孔加工工具等，所述加工装置包括轴座和设置于所述轴座上的主轴，且沿所述主轴的轴线方向上，所述主轴上设置有至少两把同时进行切削的刀片，所述磨损刀片定位方法包括：

S1、在轴座上设定至少两个检测位置，并在每一检测位置处检测刀片产生的振动信号，每一把刀片在主轴转动过程中均会产生振动，而在轴座上能够接受所有刀片产生的振动，因此可以在轴座上进行振动检测，并且在轴座上设置不同的检测位置，使每一把刀片到所有检测位置的距离均不相同，从而使每一把刀片产生的振动传递到所有检测位置时存在时间差；

S2、对每一检测位置的振动信号进行分析，并根据分析结果判断振动信号是否异常，当刀片存在磨损或者损坏时，刀片传递至轴座处的振动信号与正常刀片产生的振动信号不一致，由此可以判断振动信号异常；

S3、当振动信号异常时，对所有所述振动信号进行相关性运算，并根据运算结果确定产生异常振动信号的刀片在主轴上的位置，从而仅需要更换已经确定产生磨损或损坏的刀片即可，避免了现有技术中需要对所有刀片均进行更换的问题，增加生产效率和生产质量。

在步骤S1中，所述检测位置的数量为两个，确定每一刀片到两个所述检测位置的连线的直线距离，两个检测位置足够获得异常振动信号的时间差，从而满足对刀片的定位。

两个所述检测位置的连线与所述主轴的轴线垂直。

两个所述检测位置中的一个所述检测位置处于所述主轴的轴线上，从而仅需要确定未处于主轴轴线上的检测位置与刀片之间的夹角即可，简化相关性运算的难度，并增加定位的精度。

在步骤S3中还包括，获取步骤S2中每一检测位置检测的振动信号异常的时刻值t，计算任意两个时刻值t进行计算获得时间间隔τ，并根据时间间隔τ确定产生磨损的刀片在主轴上的位置，确定每一刀片到对应的所述检测位置的夹角，根据夹角和直线距离确定刀片到检测位置的直线距离，进而得出刀片产生的振动传递至对应的检测位置所需要的时间和传递至对应的检测位置的时间差，每一刀片到所有检测位置的时间差均不相同，从而在获得时间差后即可确定刀片的位置。

在步骤S3中还包括获取振动信号传递速度V，并根据时间间隔τ计算产生异常的振动信号传递至两个检测位置的路程差值，将计算得到的路程差值与预先获取的每一刀片到两个检测位置的预设路程差值进行比对，从而确定产生异常的振动信号的刀片在主轴上的位置。

在步骤S3中还包括：获取两个检测位置检测到的振动数据x(t)和y(t)，并对x(t)和y(t)进行相关性运算。

在对x(t)和y(t)进行相关性运算时，采用下列公式：

其中：T为主轴转动时长；

求解出fxy在最大值时的时间间隔τ，根据不同的时间间隔τ对应不同的刀片，从而完成刀片的定位。

所述加工装置在每一所述检测位置处设置有一个振动传感器。

还包括分析模块，所述分析模块与所有所述振动传感器电连接，且所述分析模块对所有所述振动传感器获取的振动信号进行相关性运算。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种磨损刀片定位方法，其特征在于：应用于加工装置上，所述加工装置包括轴座和设置于所述轴座上的主轴，且沿所述主轴的轴线方向上，所述主轴上设置有至少两把同时进行切削的刀片，所述磨损刀片定位方法包括：

S1、在轴座上设定至少两个检测位置，并在每一检测位置处检测刀片产生的振动信号；

S2、对每一检测位置的振动信号进行分析，并根据分析结果判断振动信号是否异常；

S3、当振动信号异常时，对所有所述振动信号进行相关性运算确定产生异常振动信号的刀片在主轴上的位置；获取步骤S2中每一检测位置检测的振动信号异常的时刻值t，计算任意两个时刻值t进行计算获得时间间隔τ，并根据时间间隔τ确定产生磨损的刀片在主轴上的位置；获取振动信号传递速度V，并根据时间间隔τ计算产生异常的振动信号传递至两个检测位置的路程差值，从而确定产生异常的振动信号的刀片在主轴上的位置；获取两个检测位置检测到的振动数据x(t)和y(t)，并对x(t)和y(t)进行相关性运算；在对x(t)和y(t)进行相关性运算时，采用下列公式：

其中：T为主轴转动时长。

2.根据权利要求1所述的磨损刀片定位方法，其特征在于：在步骤S1中，所述检测位置的数量为两个，确定每一刀片到两个所述检测位置的连线的直线距离。

3.根据权利要求2所述的磨损刀片定位方法，其特征在于：两个所述检测位置的连线与所述主轴的轴线垂直。

4.根据权利要求3所述的磨损刀片定位方法，其特征在于：两个所述检测位置中的一个所述检测位置处于所述主轴的轴线上。

5.根据权利要求1所述的磨损刀片定位方法，其特征在于：所述加工装置在每一所述检测位置处设置有一个振动传感器。

6.根据权利要求5所述的磨损刀片定位方法，其特征在于：还包括分析模块，所述分析模块与所有所述振动传感器电连接，且所述分析模块对所有所述振动传感器获取的振动信号进行相关性运算。