CN205362716U - 智能刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能刀具，它包括刀杆和固定在所述刀杆上的刀垫，所述刀垫上安装有刀片，所述刀垫上位于所述刀片下方设置有刀片状态检测传感器，所述刀杆上设置有用于将所述刀片压设在所述刀垫上的压紧装置。该智能刀具利用刀垫上的传感器对刀具进行工作参数的监测；其具有设计科学、结构合理、监测方便和采集数据准确的优点。

Description

智能刀具

技术领域

本实用新型涉及一种刀具，具体的说，涉及了一种能够对刀具工作参数进行监测的智能刀具。

背景技术

刀具作为机械切削加工过程中重要的工具，如何在切削加工过程中检测刀具所处的状态至关重要。刀具工作状态包括刀具应力、应变、温度分布、切削力、切削温度、刀具切削振动、刀具磨损和破坏等，这些状态直接影响刀具的寿命、加工效率、加工精度和加工表面质量等。通过实时监测刀具切削状态可以实现刀具的在线故障识别和预警，提高加工过程的可靠性和加工效率，降低加工成本以及提高加工自适应控制性能和数控系统的集成性能。

目前现有的监测方式大体分为两种：一种在刀杆上增加传感器，但是这种方法由于传感器距离刀头距离较远，因此测量的工作状态有限，如压力、温度等都无法直接测量；一种是在刀头内嵌入传感器，虽然传感器的直接测试对象为刀头，但传感器的引入，对刀具本身的性能产生了影响，为加工带来了不确定性。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、结构合理、监测方便和采集数据准确的智能刀具。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种智能刀具，包括刀杆和固定在所述刀杆上的刀垫，所述刀垫上安装有刀片，所述刀垫上位于所述刀片下方设置有刀片状态检测传感器，所述刀杆上设置有用于将所述刀片压设在所述刀垫上的压紧装置。

基于上述，所述刀垫对应所述刀片下方开设有安装槽，所述刀片状态检测传感器包括分别安装在所述安装槽内的压力传感器、温度传感器、振动传感器和声音传感器。

基于上述，它还包括电源和连接所述电源的处理器模块，所述处理器模块分别连接所述压力传感器、所述温度传感器、所述振动传感器和所述声音传感器，所述处理器模块连接有信号发射器用于发送采集到的刀片状态信息。

基于上述，所述压紧装置包括一端固定在所述刀杆上的压紧杆和调节螺栓，所述压紧杆的中部开设有调节螺纹孔，所述调节螺栓拧设在所述调节螺纹孔内，所述压紧杆的另一端压设在所述刀片上。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型改变传统的检测方法，通过设置在所述刀片和所述刀垫之间的刀片状态检测传感器，采集刀片的工作参数；进一步说所述刀垫设置有安装槽，便于安装所述刀片状态检测传感器；其具有设计科学、结构合理、监测方便和采集数据准确的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，一种智能刀具，它包括刀杆1和固定在所述刀杆1上的刀垫2，该智能刀具安装在机床上，用于加工机械零件。所述刀杆1固定在机床上，所述刀垫2根据不同刀片的形状进行选择，以此满足各类刀片的安装需求。所述刀垫2上安装有刀片3，所述刀垫2上位于所述刀片3下方设置有刀片状态检测传感器4，利用所述刀片状态检测传感器4对刀片的工作参数进行实时的采集，所述刀杆1上设置有用于将所述刀片3压设在所述刀垫2上的压紧装置，以此对所述刀片3进行固定。

本实施例中为了方便设置刀片状态检测传感器，所述刀垫2对应所述刀片3下方开设有安装槽5，所述刀片状态检测传感器包括分别安装在所述安装槽5内的压力传感器、温度传感器、振动传感器和声音传感器。以此完成对刀片压力、温度、振动和声音参数的采集，由于采用压紧装置对刀片3进行固定，故能够对应刀片受到的压力和振动参数进行采集。

所述安装槽5的形状根据安装传感器的类型进行设置，保证所述安装槽5呈上宽下窄的形状，同时为了方便安装将各类传感器进行封装，以此将传感器嵌入所述刀垫2。本实用新型将传感器植入刀垫，与刀片直接接触，但又不对刀片进行改造，既能够保证测量的精度，又避免了对刀片改造而引起的刀片性能的改变；所述刀片状态检测传感器4采用嵌入是结构，可重复循环使用，刀垫磨损后，拆下所述刀片状态检测传感器进行循环使用。

为了方便采集数据的上传，该智能刀具还包括电源和连接所述电源的处理器模块，所述处理器模块分别连接所述压力传感器、所述温度传感器、所述振动传感器和所述声音传感器，所述处理器模块连接有信号发射器用于发送采集到的刀片状态信息，以此进行采集数据的上传；本实施例中为了方便设置和安装，所述电源和所述处理器模块安装在所述安装槽5内，以此使得采集到的数据及时传输。

本实施例中，所述压紧装置包括一端固定在所述刀杆1上的压紧杆6和调节螺栓7，所述压紧杆6的中部开设有调节螺纹孔，所述调节螺栓7拧设在所述调节螺纹孔内，所述压紧杆6的另一端压设在所述刀片3上，通过调整所述调节螺栓7完成刀片3的固定，便于进行压力的监测。

具体监测时，压力传感器的作用：压力传感器主要有两个功能，其一是确定所述刀片3是否夹紧，利用扭矩扳手调节所述调节螺栓7对刀片3进行夹紧，此时压力压力传感器会检测到压力信息，经过多次试验和校核，可以确定夹紧标准，便于安装，再次安装同类刀片时可根据标准进行调节，只要达到确定数值即为夹紧，小于该数值则表示未夹紧，大于该数值则表示过紧。其二，在生产过程中，随着切削的不断进行，刀片会不断磨损，则磨削的阻力增大，刀片所受的压力也增大，通过压力传感器测定的压力增大的数值可以用来判断刀片的磨损程度并判断是否报废。

温度传感器的作用：由于所述温度传感器与所述刀片3直接接触，可直接检测刀片3的温度，切削速度越高，则所述刀片3温度越高，另外，刀片磨损越严重，则刀片温度越高；因此可以根据温度传感器检测的温度反应刀片3目前的使用状态。并经过数据积累优化切削工艺，如针对某一型号的刀片，某一温度可以发挥该刀具的切削效率。

振动传感器的作用：可以检测加工过程中的刀片3的振动，特别适用于长时间批量加工，可以后期对所监控的振动信号曲线作对比，若发现曲线异常则说明加工过程中有异常振动出现，便于检查加工工件表面精度。

声音传感器的作用：可以检测加工过程中的声音，通过声音判断加工状态是否存在异常。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种智能刀具，包括刀杆和固定在所述刀杆上的刀垫，其特征在于：所述刀垫上安装有刀片，所述刀垫上位于所述刀片下方设置有刀片状态检测传感器，所述刀杆上设置有用于将所述刀片压设在所述刀垫上的压紧装置。

2.根据权利要求1所述的智能刀具，其特征在于：所述刀垫对应所述刀片下方开设有安装槽，所述刀片状态检测传感器包括分别安装在所述安装槽内的压力传感器、温度传感器、振动传感器和声音传感器。

3.根据权利要求2所述的智能刀具，其特征在于：它还包括电源和连接所述电源的处理器模块，所述处理器模块分别连接所述压力传感器、所述温度传感器、所述振动传感器和所述声音传感器，所述处理器模块连接有信号发射器用于发送采集到的刀片状态信息。

4.根据权利要求1或2或3所述的智能刀具，其特征在于：所述压紧装置包括一端固定在所述刀杆上的压紧杆和调节螺栓，所述压紧杆的中部开设有调节螺纹孔，所述调节螺栓拧设在所述调节螺纹孔内，所述压紧杆的另一端压设在所述刀片上。