CN113778017A - 刀具寿命修正方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种刀具寿命修正方法、装置、计算机设备和存储介质，上述方法应用于数控加工中心中，具体通过获取刀具的累计切削时间和该刀具对应所工件材质的刀损系数，根据刀具当次加工时间和刀损系数，确定刀具当次加工的校准切削时间，然后根据校准切削时间，确定刀具在加工后的累计切削时间，这样能够在刀具切削不同材质工件时根据工件硬度来修正最后的刀具真实寿命，有效解决刀具切削时间不准的情况，从而提高刀具使用寿命的精确性。
Description
技术领域
本发明属于数控加工中心技术领域，尤其涉及一种刀具寿命修正方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床；数控加工中心的综合加工能力较强，其内部刀库中存放有多个不同型号、尺寸的刀具，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通机床的5～10倍，特别是它能完成许多普通机床不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。
目前，数控加工中心统计刀具的寿命主要是用加工时间的方法来进行统计，记录刀具的加工时间到预设使用时间后，提示刀具寿命到期需要换刀。此种方法的问题在于，刀具在所切削工件的材料材质都是相同的时候，此种刀具寿命统计是没有问题的；但是如果同一把刀具在切削了不同材质的工件时，由于不同材质工件的硬度值不同，材质越硬，刀具实际的使用寿命越短，那么此时单纯通过统计刀具的加工时间来计算刀具寿命是不准确的，导致有些刀具已经处于损坏状态了，系统中的刀具寿命还未到期；而有些刀具系统提示刀具寿命到期，但是实际上刀具还可以继续使用。
发明内容
本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中的不足，提供一种刀具寿命修正方法、装置、计算机设备和存储介质。
为实现上述目的，本发明申请提供了一种刀具寿命修正方法，应用于数控加工中心中，包括：
获取数控加工中心中当前使用第一刀具在加工前的累计切削时间T1以及所述第一刀具切削当前工件所对应的刀损系数A；
当所述第一刀具完成对所述当前工件加工后，获取所述第一刀具对所述当前工件加工过程实际所使用的切削时间T；
根据所述刀损系数A和所述切削时间T，确定所述第一刀具对所述当前工件加工过程所使用的校准切削时间T3；
根据所述累计切削时间T1和所述校准切削时间T3，确定所述第一刀具在加工后的校准累计切削时间T4。
可选地，所述获取数控加工中心中当前使用第一刀具在加工前的累计切削时间T1以及所述第一刀具切削当前工件所对应的刀损系数A，包括：
根据刀具寿命数据库来获取第一刀具的累计切削时间T1；
根据刀损系数数据库、所述第一刀具的刀号以及所述当前工件的材质来获取所述第一刀具切削所述当前工件所对应的刀损系数A。
可选地，所述获取所述第一刀具对所述当前工件加工过程实际所使用的切削时间T，包括：
获取所述取数控加工中心中所述第一刀具在加工后的累计切削时间T2，通过累计切削时间T2减去累计切削时间T1，得到所述第一刀具对所述当前工件加工过程实际所使用的切削时间T。
可选地，所述根据所述刀损系数A和所述切削时间T，确定所述第一刀具对所述当前工件加工过程所使用的校准切削时间T3，包括：
将所述刀损系数A和所述切削时间T2相乘，确定所述第一刀具对所述当前工件加工过程所使用的校准切削时间T3。
可选地，所述根据所述累计切削时间T1和所述校准切削时间T3，确定所述第一刀具在加工后的校准累计切削时间T4，包括：
将所述累计切削时间T1加上所述校准切屑时间T3，得到所述第一刀具在加工后的校准累计切削时间T4。
可选地，所述方法还包括：
当刀具的累计切削时间大于刀具的预设切削时间时进行告警处理；所述预设切削时间，是预设的所述刀具进行切削加工的最大使用时长；
当新的刀具被更换至数控加工中心后，将所述刀具的累计切削时间清零。
可选地，所述方法还包括：
当所述数控加工中心进行换刀操作以将所述第一刀具切换为第二刀具后，获取所述第二刀具的累计切削时间T1以及所述第二刀具切削当前工件所对应的刀损系数A，并执行后续步骤，以对所述第二刀具在对所述当前工件进行加工后的实际使用寿命进行修正。
本发明还提供一种刀具寿命修正装置，应用于数控加工中心中，包括：
第一数据获取模块，用于获取数控加工中心中当前使用第一刀具在加工前的累计切削时间T1以及所述第一刀具切削当前工件所对应的刀损系数A；
第二数据获取模块，用于当所述第一刀具完成对所述当前工件加工后，获取所述第一刀具对所述当前工件加工过程实际所使用的切削时间T；
第一确定模块，用于根据所述刀损系数A和所述切削时间T，确定所述第一刀具对所述当前工件加工过程所使用的校准切削时间T3；
第二确定模块，根据所述累计切削时间T1和所述校准切削时间T3，确定所述第一刀具在加工后的校准累计切削时间T4。
本发明申请还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述刀具寿命修正方法的步骤。
本发明申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述刀具寿命修正方法的步骤。
本发明申请的刀具寿命修正方法，通过获取刀具的累计切削时间和该刀具对应所工件材质的刀损系数，根据刀具当次加工时间和刀损系数，确定刀具当次加工的校准切削时间，然后根据校准切削时间，确定刀具在加工后的累计切削时间，这样能够在刀具切削不同材质工件时根据工件硬度来修正最后的刀具真实寿命，有效解决刀具切削时间不准的情况，从而提高刀具使用寿命的精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中计算机设备的结构框图；
图2为本申请实施例中刀具寿命修正方法的流程示意图；
图3为本申请实施例中刀具寿命修正装置的程序模块示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，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。
数控加工中心由数控机床与计算机设备组成，数控机床中具有存放多个不同刀号刀具的刀库，计算机设备控制数控机床采用刀库中的各个刀具来对所装夹工件进行加工，本发明申请所提供的刀具寿命修正方法应用于该计算机设备或者与数控加工中心通信连接的外部计算机终端中。
本实施例以该计算机设备为数控加工中心的内部计算机终端进行举例说明；其内部结构可以如图1所示，计算机设备包括处理器101、存储器102、通讯接口103、显示屏104以及输入装置105，这些组件通过一条或多条通讯总线106相互通讯。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对计算机设备的结构造成限定。计算机设备还可包括比图1所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
具体地，存储器102可用于存储操作系统、计算机程序以及模块，例如本申请实施例中的刀具寿命修正方法与装置对应的程序指令/模块；处理器101用于提供计算和控制能力，以试行存储在存储器102内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的刀具寿命修正方法。
通讯接口103用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过全球移动通信系统(Global System for MobileCommunication，GSM)、无线保真技术(Wireless-Fidelity，WiFi)、近场通信(Near Field Communication，NFC)、蓝牙或其他技术实现。
显示屏104用于向操作人员显示数据输出，这些数据输出的内容可包括参数、文字、图形、视频、及其任意组合，显示屏104具体示例包括但并不限于液晶显示屏、LED显示屏或LCD显示屏。输入装置105包括显示屏104上覆盖的触摸层，以接收操作人员的输入，例如操作人员的点击、滑动等手势操作，以便用户界面对象对操作人员的这些输入做出响应，触摸层可以是基于电阻式、电容式或者其他任意可能的触控检测技术。当然，输入装置105还可以包括外接的键盘、触控板或鼠标中的一种或多种。
基于上述计算机设备描述本申请实施例中刀具寿命修正方法。
如图2所示，图2为本申请实施例中刀具寿命修正方法的流程示意图，本实施例中，上述刀具寿命修正方法，包括如下步骤：
S10、获取数控加工中心中当前使用第一刀具在加工前的累计切削时间T1以及第一刀具切削当前工件所对应的刀损系数A。
其中，累计切削时间是该刀具在数控机床上所进行加工过程的累计加工时间；每个刀具在加工不同材质的工件时分别对应具有一个刀损系数，刀损系数是通过测试数据来得到，用于校准刀具每次加工的切削时间。
具体地，通过计算机设备控制数控机床使用同一刀具、转速及进给，批量加工多个形状相同但材质不同的工件，从而测试出刀具在数控机床上加工不同材质时刀具出现磨损(损坏)时的时间，从而得到分别对应材质不同工件的多个实际磨损时间，通过实际磨损时间/刀具理论切削时间得到该刀具对不同材质工件进行加工时的刀损系数。即刀损系数＝实际磨损时间/刀具理论切削时间。
其中，刀具的理论切削时间通常是由刀具厂商给出，当然也可以通过自行测试得出，例如将上述测试过程中刀具加工其中一种材质(例如铝材)工件时的实际磨损时间指定为理论切削时间，此时该刀具对应铝材的刀损系数等于1，将刀具加工其他材质工件时的实际磨损时间与铝材对应的实际磨损时间相比，即可得到该刀具加工其他材质所对应的各刀损系数。
应当理解的是，依次采用相同测试方式对不同型号的刀具分别进行加工测试，以获得各个型号的刀具对应不同材质工件的刀损系数。
另外，当工件材质的硬度值小于预设值时，刀损系数A的数值可以设为0，即刀具在加工硬度小于预设值的工件时，可以不计算其加工时间，该刀具的累计切削时间固定不变。
示例性的，下表给出了不同型号刀具对应不同材质时的刀损系数表：
| 钢件材质 | 钢材硬度 | 刀具直径 | 刀具材质 | 刀损系数 |
| SKD61 | HRC40°～45° | 10 | UTI20T | 1.23 |
| SKD61 | HRC40°～45° | 10 | ST10P | 1.21 |
| SKD61 | HRC40°～45° | 10 | UX30 | 1.17 |
| SKD61 | HRC40°～45° | 10 | EX35 | 1.12 |
| NAK80 | HRC37°～43° | 10 | UTI20T | 0.82 |
| NAK80 | HRC37°～43° | 10 | ST10P | 0.80 |
| NAK80 | HRC37°～43° | 10 | UX30 | 0.85 |
| NAK80 | HRC37°～43° | 10 | EX35 | 0.79 |
S20、当第一刀具完成对当前工件加工后，获取第一刀具对当前工件加工过程实际所使用的切削时间T。
在一个实施例中，可通过获取数控加工中心中第一刀具在加工后的累计切削时间T2，通过累计切削时间T2减去累计切削时间T1，得到第一刀具对当前工件加工过程实际所使用的切削时间T。当然，在某些数控加工中心中，会统计每个刀具当次加工的切削时间，此时即可直接的获取第一刀具对当前工件加工过程实际所使用的切屑时间T。
S30、根据刀损系数A和切削时间T，确定第一刀具对当前工件加工过程所使用的校准切削时间T3。
其中，校准切屑时间T3，是第一刀具根据刀损系数对当前工件加工过程的切屑时间所修正后的数据，第一刀具将该校准切屑时间T3作为加工当前工件所用的真实切屑时间。
在一个实施例中，计算机设备可以在数控机床对第一刀具切换后为其他刀具后，进行确定第一刀具这此次加工过程中的真实切屑时间；具体的，通过将刀损系数A和切削时间T2相乘，从而确定第一刀具对当前工件加工过程所使用的校准切削时间T3。
S40、根据累计切削时间T1和校准切削时间T3，确定第一刀具在加工后的校准累计切削时间T4。
其中，校准累计切削时间T4是通过将累计切削时间T1加上校准切屑时间T3得到的，将校准累计切削时间T4的参数作为数控加工中心中第一刀具在加工后的累计切削时间，以修正第一刀具的真实使用寿命，即校准累计切削时间T4是第一刀具在加工后的真实累计切削时间。
也就是说，校准累计切削时间T4的数值就是数控机床下一次采用第一刀具进行加工时，计算机设备再次执行步骤S10所获取累计切削时间T1的数值。
上述刀具寿命修正方法中，通过获取刀具的累计切削时间和该刀具对应所工件材质的刀损系数，根据刀具当次加工时间和刀损系数，确定刀具当次加工的校准切削时间，然后根据校准切削时间，确定刀具在加工后的累计切削时间，这样能够在刀具切削不同材质工件时根据工件硬度来修正最后的刀具真实寿命，有效解决刀具切削时间不准的情况，从而提高刀具使用寿命的精确性。
在一个实施例中，步骤S10获取数控加工中心中当前使用第一刀具在加工前的累计切削时间T1以及第一刀具切削当前工件所对应的刀损系数A，具体包括如下步骤：根据刀具寿命数据库来获取第一刀具的累计切削时间T1；根据刀损系数数据库、第一刀具的刀号/型号以及当前工件的材质来获取第一刀具切削当前工件所对应的刀损系数A。
具体的，刀具寿命数据库和刀损系数数据库存储于计算机设备的存储器102或者外接设备中，刀具寿命数据库中记录有数控机床刀库中各刀具的累计切削时间，刀损系数数据库中记录有各刀具对应不同材质工件加工时的刀损系数。
需要理解的是，当计算机设备执行完上述步骤10～步骤40后，将所得到刀具的校准累计切削时间T4的数值更新到刀库寿命数据库中，从而作为刀具新的累计切削时间。因此，刀具寿命数据中的数据是随着数控机床的加工而更新的。
在一个实施例中，刀具寿命修正方法还包括：当刀具的累计切削时间大于刀具的预设切削时间时进行告警处理；预设切削时间，是预设的刀具进行切削加工的最大使用时长；当新的刀具被更换至数控加工中心后，将刀具的累计切削时间清零。
可以理解的是，刀具的预设切削时间即为上面所述的刀具理论切削时间，当刀具的累计切削时间大于或等于预设切削时间时，表明该刀具的使用寿命已到期，该刀具以磨损或接近磨损状态，继续使用该刀具对工件进行加工会存在所加工工件的尺寸达不到所需精度要求，需要更换新的刀具来对工件进行加工，以保证所加工出来的工件尺寸精度。
具体地，告警处理包括但不限于数控机床亮红色告警灯和/或发出告警声音，以提升操作人员，与此同时，显示屏104上同步显示哪个刀号的刀具需要进行更换。在操作人员在数控机床上更换新的刀具后，该新刀具在刀库寿命数据库中所对应的累计切削时间为0，当数控机床切换该新刀具进行首次加工时，步骤S10中所获取的累计切削时间T1等于0，在用新刀具对工件完成加工后，将所得到的校准累计切削时间T4更新到刀库寿命数据库中，即校准累计切削时间T4等于新刀具在刀具寿命数据库中的累计切削时间。
在一个实施例中，刀具寿命修正方法还包括：当数控加工中心进行换刀操作以将第一刀具切换为第二刀具后，获取第二刀具的累计切削时间T1以及第二刀具切削当前工件所对应的刀损系数A，并执行后续步骤，以对第二刀具在对当前工件进行加工后的实际使用寿命进行修正。
也就是说，数控加工中心每次发生换刀操作以对工件进行加工时，计算机设备都对新换的刀具进行执行上述步骤S10～40，从而实现对数控机床所有刀具的使用寿命进行修正，以使刀库寿命数据库中所记录的刀具寿命接近真实使用寿命，从而提高刀具使用寿命的精确性。
进一步地，，本申请实施例还提供一种刀具寿命修正装置，应用于数控加工中心中，参照图3所示，图3为本申请实施例中刀具寿命修正装置的程序模块示意图，上述刀具寿命修正装置300包括：
第一数据获取模块301，用于获取数控加工中心中当前使用第一刀具在加工前的累计切削时间T1以及第一刀具切削当前工件所对应的刀损系数A。
第二数据获取模块302，用于当第一刀具完成对当前工件加工后，获取第一刀具对当前工件加工过程实际所使用的切削时间T。
第一确定模块303，用于根据刀损系数A和切削时间T，确定第一刀具对当前工件加工过程所使用的校准切削时间T3。
第二确定模块304，根据累计切削时间T1和校准切削时间T3，确定第一刀具在加工后的校准累计切削时间T4。
本申请实施例的刀具寿命修正装置，应用于数控加工中心，可以通过获取刀具的累计切削时间和该刀具对应所工件材质的刀损系数，根据刀具当次加工时间和刀损系数，确定刀具当次加工的校准切削时间，然后根据校准切削时间，确定刀具在加工后的累计切削时间，这样能够在刀具切削不同材质工件时根据工件硬度来修正最后的刀具真实寿命，有效解决刀具切削时间不准的情况，从而提高刀具使用寿命的精确性。
可以理解，本申请实施例中，刀具寿命修正装置还包括刀库寿命数据库和刀损系数数据库以及修正模块，刀具寿命数据库中记录有数控机床刀库中各刀具的累计切削时间；刀损系数数据库中记录有各刀具对应不同材质工件加工时的刀损系数；修正模块用于将校准累计切削时间T4的参数作为数控加工中心中第一刀具在加工后的累计切削时间，以修正第一刀具的实际使用寿命。
在本申请实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
更进一步地，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器101执行时实现上述刀具寿命修正方法的步骤。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序在执行时，可实现上述刀具寿命修正方法各实施例的流程。其中，本发明申请中的存储器102可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种，例如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)、可擦除可编程只读存储器(Electrical Programmable Read Only Memory，EPROM)、可编程只读存储器(Programmable read-only memory，PROM)、磁盘或光盘。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本发明所提供的技术方案的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种刀具寿命修正方法，应用于数控加工中心中，其特征在于，包括：
获取数控加工中心中当前使用第一刀具在加工前的累计切削时间T1以及所述第一刀具切削当前工件所对应的刀损系数A；
当所述第一刀具完成对所述当前工件加工后，获取所述第一刀具对所述当前工件加工过程实际所使用的切削时间T；
根据所述刀损系数A和所述切削时间T，确定所述第一刀具对所述当前工件加工过程所使用的校准切削时间T3；
根据所述累计切削时间T1和所述校准切削时间T3，确定所述第一刀具在加工后的校准累计切削时间T4。
2.如权利要求1所述的刀具寿命修正方法，其特征在于，所述获取数控加工中心中当前使用第一刀具在加工前的累计切削时间T1以及所述第一刀具切削当前工件所对应的刀损系数A，包括：
根据刀具寿命数据库来获取第一刀具的累计切削时间T1；
根据刀损系数数据库、所述第一刀具的刀号以及所述当前工件的材质来获取所述第一刀具切削所述当前工件所对应的刀损系数A。
3.如权利要求1所述的刀具寿命修正方法，其特征在于，所述获取所述第一刀具对所述当前工件加工过程实际所使用的切削时间T，包括：
获取所述取数控加工中心中所述第一刀具在加工后的累计切削时间T2，通过累计切削时间T2减去累计切削时间T1，得到所述第一刀具对所述当前工件加工过程实际所使用的切削时间T。
4.如权利要求1所述的刀具寿命修正方法，其特征在于，所述根据所述刀损系数A和所述切削时间T，确定所述第一刀具对所述当前工件加工过程所使用的校准切削时间T3，包括：
将所述刀损系数A和所述切削时间T2相乘，确定所述第一刀具对所述当前工件加工过程所使用的校准切削时间T3。
5.如权利要求1所述的刀具寿命修正方法，其特征在于，所述根据所述累计切削时间T1和所述校准切削时间T3，确定所述第一刀具在加工后的校准累计切削时间T4，包括：
将所述累计切削时间T1加上所述校准切屑时间T3，得到所述第一刀具在加工后的校准累计切削时间T4。
6.如权利要求1所述的刀具寿命修正方法，其特征在于，所述方法还包括：
当刀具的累计切削时间大于刀具的预设切削时间时进行告警处理；所述预设切削时间，是预设的所述刀具进行切削加工的最大使用时长；
当新的刀具被更换至数控加工中心后，将所述刀具的累计切削时间清零。
7.如权利要求1-6任一项所述的刀具寿命修正方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述数控加工中心进行换刀操作以将所述第一刀具切换为第二刀具后，获取所述第二刀具的累计切削时间T1以及所述第二刀具切削当前工件所对应的刀损系数A，并执行后续步骤，以对所述第二刀具在对所述当前工件进行加工后的实际使用寿命进行修正。
8.一种刀具寿命修正装置，应用于数控加工中心中，其特征在于，包括：
第一数据获取模块，用于获取数控加工中心中当前使用第一刀具在加工前的累计切削时间T1以及所述第一刀具切削当前工件所对应的刀损系数A；
第二数据获取模块，用于当所述第一刀具完成对所述当前工件加工后，获取所述第一刀具对所述当前工件加工过程实际所使用的切削时间T；
第一确定模块，用于根据所述刀损系数A和所述切削时间T，确定所述第一刀具对所述当前工件加工过程所使用的校准切削时间T3；
第二确定模块，根据所述累计切削时间T1和所述校准切削时间T3，确定所述第一刀具在加工后的校准累计切削时间T4。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述刀具寿命修正方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述刀具寿命修正方法的步骤。
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