CN113172478B - 刀具自动检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刀具自动检测方法，包括以下步骤：获取刀具实测直径和理论直径；利用实测直径和理论直径构建数据模型；通过数据模型得到检测参数；将检测参数与预设定阈值进行比较；根据比较结果，生成对应的控制信号；根据控制信号，控制机床加工、控制机床停机换刀具或控制机床停机重装刀具。可见，采用本发明的方法，能够自动检测刀具摆动是否正常，能够自动检测刀具是否装错，从而避免发生因刀具异常，影响加工精度的问题，减少了刀具二次确认时间，减少了待机时间，提高了加工效率和加工品质。

Description

刀具自动检测方法
技术领域
本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及一种刀具自动检测方法。
背景技术
CNC机床加工所使用的刀具为耗材，使用时需将刀具装夹到刀柄内，然后再将刀柄装夹到机床主轴锥孔内，刀具跟随主轴旋转后加工工件，旋转时产生大小不一的刀具摆动，从而影响加工品质，因此，加工前需要检测刀具摆动是否在合理范围之内；CNC机床刀摆是指刀具随主轴旋转时，因刀具本身问题，以及刀具装夹到刀柄的过程中存在间隙或者脏污，刀具运行直径和刀具标准直径有偏差；常用的测刀摆的办法是，用校表(千分表)表针，点在旋转的刀具的直径上，刀具旋转一周圈后，校表表盘读数的最大值减去最小值的差值就是摆动数，测量刀摆就是要知道刀具的摆动数值是否在允许范围之内；超出允许范围，就会造成工件过切，甚至报废，因此需要重新装夹刀具，但人为测量时，因手法问题和精神状态，存在误判情况，依然存在影响加工精度情况，且浪费人力时间较大。
发明内容
针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种刀具自动检测方法，消除了手动测量刀摆所消耗的时间，减少刀具大小二次确认时间，减少了机床待机时间，提高检测精确和加工品质，避免人为误判造成的音质异常。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种刀具自动检测方法，包括以下步骤：
获取刀具实测直径和理论直径；
利用实测直径和理论直径构建数据模型；
通过数据模型得到检测参数；
将检测参数与预设定阈值进行比较；
根据比较结果，生成对应的控制信号；
根据控制信号，控制机床加工、控制机床停机换刀具或控制机床停机重装刀具。
优选方式为，所述刀具实测直径包括无刀摆状态下刀具直径A和需确认刀具直径D；
则所述数据模型为：
先利用无刀摆状态下刀具直径A和理论直径B，获得已知刀摆值C，C＝B-A；
然后将需确认刀具直径D加上已知刀摆值C，形成需确认刀具刀摆状态下直径D+C，将该直径D+C与理论直径B进行比较；
最后得到检测参数为D+C-B。
优选方式为，所述刀具实测直径包括需确认刀具直径D；
则所述数据模型为：
利用需确认刀具直径D得到实测半径
Figure BDA0003030667870000021
利用理论直径B得到理论半径
Figure BDA0003030667870000022
然后将实测半径
Figure BDA0003030667870000023
与理论半径
Figure BDA0003030667870000024
进行比较；
最后得到检测参数为
Figure BDA0003030667870000025
优选方式为，所述将检测参数与预设定阈值进行比较步骤，包括：
判断检测参数的绝对值是否大于第一阈值；
如果是，则生成控制机床停机换刀具对应的控制信号；
如果否，则生成控制机床加工或控制机床停机重装刀具对应的控制信号。
优选方式为，所述如果否，则生成控制机床加工或控制机床停机重装刀具对应的控制信号步骤，包括：
如果否，判断检测参数是否大于第二阈值；
若是，刀摆不正常，则生成控制机床停机重装刀具对应的控制信号；
若否，刀摆正常，则生成控制机床加工对应的控制信号。
优选方式为，所述第一阈值根据所使用铣刀直径大小设置。
优选方式为，所述第二阈值为0。
优选方式为，所述刀具实测直径通过机床对刀仪测得。
优选方式为，所述根据控制信号，控制机床加工、控制机床停机换刀具或控制机床停机重装刀具步骤，包括：
根据控制信号，控制机床加工、控制机床停机并报警更换刀具或控制机床停机并报警重装刀具。
采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：
由于本发明的刀具自动检测方法，包括以下步骤：获取刀具实测直径和理论直径；利用实测直径和理论直径构建数据模型；通过数据模型得到检测参数；将检测参数与预设定阈值进行比较；根据比较结果，生成对应的控制信号；根据控制信号，控制机床加工、控制机床停机换刀具或控制机床停机重装刀具。可见，采用本发明的方法，能够自动检测刀具摆动是否正常，能够自动检测刀具是否装错，从而避免发生因刀具异常，影响加工精度的问题，减少了刀具二次确认时间，减少了待机时间，提高了加工效率和加工品质。
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。
实施例一：
一种刀具自动检测方法，包括以下步骤：
步骤一、获取刀具实测直径和理论直径；
步骤二、利用实测直径和理论直径构建数据模型；
步骤三、通过数据模型得到检测参数；
步骤四、将检测参数与预设定阈值进行比较；
步骤五、根据比较结果，生成对应的控制信号；
步骤六、根据控制信号，控制机床加工、控制机床停机换刀具或控制机床停机重装刀具。
采用本发明的方法，能够自动检测刀具摆动是否正常，能够自动检测刀具是否装错，从而避免发生因刀具异常，影响加工精度的问题，减少了刀具二次确认时间，减少了待机时间，提高了加工效率和加工品质。
本实施例步骤一中，刀具实测直径包括无刀摆状态下刀具直径A和需确认刀具直径D；其中可刀具直径A和刀具直径D通过机床对刀仪测得。
步骤三中数据模型为：
先利用无刀摆状态下刀具直径A和理论直径B，获得已知刀摆值C，C＝B-A；其中理论直径B可通过加工刀具的设备获取；
然后将需确认刀具直径D加上已知刀摆值C，形成需确认刀具刀摆状态下直径D+C，将该直径D+C与理论直径B进行比较；
最后得到检测参数为D+C-B。
本例中步骤四包括：
判断检测参数的绝对值是否大于第一阈值，第一阈值可为但不限于0.05，该第一阈值根据所使用铣刀直径大小设置；
如果是(|D+C-B|>0.05)，说明刀具装错，则生成控制机床停机换刀具对应的控制信号；
如果否(|D+C-B|≤0.05)，说明刀具没有装错，则生成控制机床加工或控制机床停机重装刀具对应的控制信号。
本实施例中如果刀具没有装错，还进行刀摆是否正常判断，具体包括以下步骤：
判断检测参数D+C-B是否大于第二阈值，本例中第二阈值为0；
若是(D+C-B>0)，说明刀具摆动不正常(偏大)，则生成控制机床停机重装刀具对应的控制信号；
若否(D+C-B≤0)，说明刀具摆动正常，生则生成控制机床加工对应的控制信号。
为了及时提醒用户，刀具装错或者刀具摆动异常，步骤五中在控制机床停机并报警更换刀具或控制机床停机并报警重装刀具并。
本实施例的刀具自动检测方法，所构建的数据模型，先是得到已知刀摆值，然后将已知刀摆值加到需确认刀具上，即先得到刀具的摆动范围，再减去理论直径，得到的差若大于0，表明刀具摆动肯定异常，采用反推的构思，来完成刀具摆动的自动检测，提高了检测精度和加工效率。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于数学模型不同，此时刀具实测直径包括需确认刀具直径D；则数据模型为：
利用需确认刀具直径D得到实测半径
Figure BDA0003030667870000041
利用理论直径B得到理论半径
Figure BDA0003030667870000042
然后将实测半径
Figure BDA0003030667870000051
与理论半径
Figure BDA0003030667870000052
进行比较；
最后得到检测参数为
Figure BDA0003030667870000053
即本实施例与实施例一的区别在于，检测参数不同，判断方式如下：
判断检测参数
Figure BDA0003030667870000054
是否大于等于0.05；
如果是
Figure BDA0003030667870000055
说明刀具装错，
则生成控制机床停机换刀具对应的控制信号；
如果是
Figure BDA0003030667870000056
说明刀具没有装错，则再判断检测参数是否大于0；
若是
Figure BDA0003030667870000057
说明刀具摆动不正常(偏大)，
则生成控制机床停机重装刀具对应的控制信号；
若否
Figure BDA0003030667870000058
说明刀具摆动正常，
则生成控制机床加工对应的控制信号。
综上所述，采用本发明的方法，能够自动检测CNC机床加工所使用的刀具是否装错，若装错机床停机并报警，以提醒用户更换刀具，若没有装错则自动判断刀具摆动是否在正常范围内，若不正常则进行重新装刀具，避免发生工件过切的情况，若正常机床直接加工即可，从而提高了加工效率和加工品质，也提高了刀具检测的精度。
以上所述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、等同一种刀具自动检测方法的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.刀具自动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取刀具实测直径和理论直径；
利用实测直径和理论直径构建数据模型；
通过数据模型得到检测参数；
将检测参数与预设定阈值进行比较；
根据比较结果，生成对应的控制信号；
根据控制信号，控制机床加工、控制机床停机换刀具或控制机床停机重装刀具；
所述刀具实测直径包括无刀摆状态下刀具直径A和需确认刀具直径D；
则所述数据模型为：
先利用无刀摆状态下刀具直径A和理论直径B，获得已知刀摆值C，C＝B-A；
然后将需确认刀具直径D加上已知刀摆值C，形成需确认刀具刀摆状态下直径D+C，将该直径D+C与理论直径B进行比较；
最后得到检测参数为D+C-B；
或所述刀具实测直径包括需确认刀具直径D；
则所述数据模型为：
利用需确认刀具直径D得到实测半径
Figure FDA0003781932650000011
利用理论直径B得到理论半径
Figure FDA0003781932650000012
然后将实测半径
Figure FDA0003781932650000013
与理论半径
Figure FDA0003781932650000014
进行比较；
最后得到检测参数为
Figure FDA0003781932650000015
所述将检测参数与预设定阈值进行比较步骤，包括：
判断检测参数的绝对值是否大于第一阈值；
如果是，则生成控制机床停机换刀具对应的控制信号；
如果否，则生成控制机床加工或控制机床停机重装刀具对应的控制信号；
所述如果否，则生成控制机床加工或控制机床停机重装刀具对应的控制信号步骤，包括：
如果否，判断检测参数是否大于第二阈值；
若是，刀摆不正常，则生成控制机床停机重装刀具对应的控制信号；
若否，刀摆正常，则生成控制机床加工对应的控制信号。
2.根据权利要求1所述的刀具自动检测方法，其特征在于，所述第一阈值根据所使用铣刀直径大小设置。
3.根据权利要求1所述的刀具自动检测方法，其特征在于，所述第二阈值为0。
4.根据权利要求1所述的刀具自动检测方法，其特征在于，所述刀具实测直径通过机床对刀仪测得。
5.根据权利要求1所述的刀具自动检测方法，其特征在于，所述根据控制信号，控制机床加工、控制机床停机换刀具或控制机床停机重装刀具步骤，包括：
根据控制信号，控制机床加工、控制机床停机并报警更换刀具或控制机床停机并报警重装刀具。
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