CN204504897U - 一种机床刀具切削力测量装置 - Google Patents

Abstract

一种机床刀具切削力测量装置，涉及测量仪器，所述装置包括测量仪表、测量仪表信号输入端子、测量装置外壳和测量电路板；测量仪表包括：主切削力的Z轴向分力测量仪表、吃刀抗力的Y轴向分力测量仪表和走刀抗力的X轴向分力测量仪表；测量仪表信号输入端子包括：主切削力测量仪表信号输入端子、吃刀抗力测量仪表信号输入端子、走刀抗力测量仪表信号输入端子；测量装置外壳的一个侧面上装有主切削力测量仪表信号输入端子、吃刀抗力测量仪表信号输入端子、走刀抗力测量仪表信号输入端子、模数转换模块和DSP系统模块组成；该装置测量速度快，测量精度较高，而且可实现在线自动测量。

Description

一种机床刀具切削力测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量仪器，特别是涉及一种机床刀具切削力测量装置。

背景技术

数控机床加工过程中，刀具切削力是最重要的监测参数，通过监测切削力的变化,可以及时掌握刀具磨损或破损情况、切削用量、机床故障、颤振等切削状态,提高切削效率,降低零件废品率。目前，常用的测量切削力的方法是采用测力仪来进行测量，用测力仪测量切削力不仅过程繁琐、要进行大量的数据处理，而且测量结果精度较差、不能实现在线自动测量。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种机床刀具切削力测量装置，该装置测量速度快，测量精度较高，而且可实现在线自动测量。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种机床刀具切削力测量装置，包括测量仪表、测量仪表信号输入端子、测量装置外壳和测量电路板。所述测量仪表包括：主切削力（Z轴向分力）测量仪表、吃刀抗力（Y轴向分力）测量仪表和走刀抗力（X轴向分力）测量仪表；测量仪表信号输入端子包括：主切削力测量仪表信号输入端子、吃刀抗力测量仪表信号输入端子、走刀抗力测量仪表信号输入端子；测量装置外壳的一个侧面上装有主切削力测量仪表信号输入端子、吃刀抗力测量仪表信号输入端子、走刀抗力测量仪表信号输入端子、LCD显示屏、USB通信插口和按键。测量装置外壳内的测量电路板由信号放大与隔离模块、模数转换模块和DSP系统模块组成。所述DSP系统模块包括：DSP芯片TMS320VC33、电源模块、键盘接口模块、USB接口模块、Flash模块和LCD接口模块。

主切削力测量仪表、吃刀抗力测量仪表和走刀抗力测量仪表分别通过信号线和测量装置外壳上的主切削力测量仪表信号输入端子、吃刀抗力测量仪表信号输入端子、走刀抗力测量仪表信号输入端子相连。所述主切削力测量仪表信号输入端子、吃刀抗力测量仪表信号输入端子、走刀抗力测量仪表信号输入端子分别通过信号线与信号放大与隔离模块相连，信号放大与隔离模块通过信号线与模数转换模块相连，模数转换模块通过信号线与DSP芯片TMS320VC33相连，DSP芯片TMS320VC33与电源模块、键盘接口模块、USB接口模块、Flash模块和LCD接口模块分别通过信号线相连。所述LCD接口模块通过信号线与LCD显示屏相连，所述键盘接口模块通过信号线与测量装置外壳上的按键相连，所述USB接口模块通过信号线与测量装置外壳上的USB插口相连。

    本实用新型的工作原理如下：

主切削力测量仪表信号输入端子、吃刀抗力测量仪表信号输入端子、走刀抗力测量仪表信号输入端子分别将主切削力测量仪表、吃刀抗力测量仪表和走刀抗力测量仪表所采集到的主切削力信号、吃刀抗力信号和走刀抗力信号经信号放大与隔离模块进行信号放大、光/电隔离处理。经信号放大与隔离处理后的主切削力信号、吃刀抗力信号和走刀抗力信号分别送模数转换模块进行A/D转换，转换后所得到的数字信号送DSP芯片TMS320VC33。DSP芯片TMS320VC33将A/D转换后的主切削力数据、吃刀抗力数据和走刀抗力数据进行运算处理，得到机床刀具切削力数据并送Flash模块进行存储，同时还将机床刀具切削力数据通过LCD接口模块在LCD显示屏上进行显示。通过测量装置外壳上的USB通信插口可以将本测量装置和外部监控计算机相连，将机床刀具切削力数据传送给监控计算机，为及时掌握刀具磨损或破损情况、分析切削用量、分析切削状态提供检测数据。测量装置外壳上的按键通过信号线分别与测量装置外壳内的键盘接口模块相连，键盘接口模块接收按键的命令信号并通过总线将命令信号传送至DSP芯片TMS320VC33，实现测量装置的启动、停止和显示功能的设定。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

由于本测量装置采用了DSP芯片TMS320VC33，数据采集频率和计算频率较高，因此测量速度较快，而且通过USB通信插口可以将测量数据传送到另一台计算机进行数据分析和处理；由于本测量装置采用的是DSP芯片TMS320VC33，通过计算主切削力数据、吃刀抗力数据和走刀抗力数据来计算机床刀具切削力，因此，测量精度较高。

附图说明

图1 为机床刀具切削力测量装置的结构示意图；

          图2 为机床刀具切削力测量装置的电路方框图。

 图1中标号说明：1、主切削力测量仪表，2、吃刀抗力测量仪表，3、走刀抗力测量仪表，4、吃刀抗力测量仪表信号输入端子，5、测量装置外壳，6、LCD显示屏，7、按键，8、USB通信插口，9、主切削力测量仪表信号输入端子，10、走刀抗力测量仪表信号输入端子。

具体实施方式

    下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。

见图1，本实用新型包括：主切削力测量仪表1、吃刀抗力测量仪表2、走刀抗力测量仪表3、吃刀抗力测量仪表信号输入端子4、测量装置外壳5、LCD显示屏6、按键7、USB通信插口8、主切削力测量仪表信号输入端子9、走刀抗力测量仪表信号输入端子10。

见图2，本实用新型测量装置外壳内的测量电路板包括：信号放大与隔离模块、模数转换模块和DSP系统模块。所述DSP系统模块包括：DSP芯片TMS320VC33、电源模块、键盘接口模块、USB接口模块、Flash模块和LCD接口模块。

主切削力测量仪表信号输入端子9、吃刀抗力测量仪表信号输入端子4、走刀抗力测量仪表信号输入端子10分别将主切削力测量仪表1、吃刀抗力测量仪表2和走刀抗力测量仪表3所采集到的主切削力信号、吃刀抗力信号和走刀抗力信号经信号放大与隔离模块进行信号放大、光/电隔离处理。经信号放大与隔离处理后的主切削力信号、吃刀抗力信号和走刀抗力信号分别送模数转换模块进行A/D转换，转换后所得到的数字信号送DSP芯片TMS320VC33。DSP芯片TMS320VC33将A/D转换后的主切削力数据、吃刀抗力数据和走刀抗力数据进行运算处理，得到机床刀具切削力数据并送Flash模块进行存储，同时还将机床刀具切削力数据通过LCD接口模块在LCD显示屏6上进行显示。通过测量装置外壳5上的USB通信插口8可以将本测量装置和外部监控计算机相连，将机床刀具切削力数据传送给监控计算机，为及时掌握刀具磨损或破损情况、分析切削用量、分析切削状态提供检测数据。测量装置外壳5上的按键7通过信号线分别与测量装置外壳5内的键盘接口模块相连，键盘接口模块接收按键7的命令信号并通过总线将命令信号传送至DSP芯片TMS320VC33，实现测量装置的启动、停止和显示功能的设定。

Claims (4)

1.一种机床刀具切削力测量装置，其特征在于，所述装置包括测量仪表、测量仪表信号输入端子、测量装置外壳和测量电路板；测量仪表包括：主切削力的Z轴向分力测量仪表、吃刀抗力的Y轴向分力测量仪表和走刀抗力的X轴向分力测量仪表；测量仪表信号输入端子包括：主切削力测量仪表信号输入端子、吃刀抗力测量仪表信号输入端子、走刀抗力测量仪表信号输入端子；测量装置外壳的一个侧面上装有主切削力测量仪表信号输入端子、吃刀抗力测量仪表信号输入端子、走刀抗力测量仪表信号输入端子、LCD显示屏、USB通信插口和按键；测量装置外壳内的测量电路板由信号放大与隔离模块、模数转换模块和DSP系统模块组成；DSP系统模块包括：DSP芯片TMS320VC33、电源模块、键盘接口模块、USB接口模块、Flash模块和LCD接口模块。

2.根据权利要求1所述的一种机床刀具切削力测量装置，其特征在于，所述主切削力测量仪表、吃刀抗力测量仪表和走刀抗力测量仪表分别通过信号线和测量装置外壳上的主切削力测量仪表信号输入端子、吃刀抗力测量仪表信号输入端子、走刀抗力测量仪表信号输入端子相连。

3.根据权利要求1所述的一种机床刀具切削力测量装置，其特征在于，所述主切削力测量仪表信号输入端子、吃刀抗力测量仪表信号输入端子、走刀抗力测量仪表信号输入端子分别通过信号线与信号放大与隔离模块相连，信号放大与隔离模块通过信号线与模数转换模块相连，模数转换模块通过信号线与DSP芯片TMS320VC33相连，DSP芯片TMS320VC33与电源模块、键盘接口模块、USB接口模块、Flash模块和LCD接口模块分别通过信号线相连。

4.根据权利要求1所述的一种机床刀具切削力测量装置，其特征在于，所述LCD接口模块通过信号线与LCD显示屏相连，所述键盘接口模块通过信号线与测量装置外壳上的按键相连，所述USB接口模块通过信号线与测量装置外壳上的USB插口相连。