CN206946293U - 一种实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置 - Google Patents

一种实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置，其包括刀具、主轴、驱动所述主轴旋转的伺服电机、控制所述伺服电机的电机控制器、对所述刀具磨损度进行检测的刀具磨损传感器、对所述刀具表面温度进行检测的红外线测温装置、与所述刀具磨损传感器和所述红外线测温装置电信号连通的控制中心、与所述控制中心信号连通的冷却控制系统、与所述控制中心电信号连通的报警装置，所述电机控制器与所述控制中心电信号连通。本实用新型能够在线实时监控刀具的磨损情况和刀具温度情况，当刀具磨损严重时，发出报警，并停止加工；当刀具温度过高时，自动提高冷却效率，及时的防止不合格品产生，降低了损失。

Description

一种实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置
技术领域
本实用新型属于刀具监控技术领域，特别是涉及一种实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置。
背景技术
随着机械行业的不断发展，市面上出现了各种各样的机械产品，且目前的机械产品逐渐往小型化，精密化的方向发展，从而使得传统机械加工设备无法实现对机械产品中的机械部件的加工。由于数控设备具有高精度、高效率的优点，目前机械产品中的精密部件多由数控设备加工完成。数控加工中心是利用旋转主轴驱动刀具在三模组移动装置上按照设定的轨迹进行自动加工，结合自动换刀系统，实现自动更换刀具，从而实现多种工种的加工。然而，刀具的使用寿命有限，长期的刀具磨损会导致加工精度达不到要求，影响产品质量。现有技术中针对刀具的磨损情况通常采用定期的人工检查来监控，若发现刀具磨损严重，则在检查时进行更换。但此方法耗时较长，且提高了劳动强度，增加了人力成本；而且还不能及时发现刀具的磨损，使得在加工过程中刀具严重磨损而产生的加工精度不符的情况得不到及时的发现，从而不具实时性。另外，由于各个刀具结构不同，在加工时切削深度不一，导致刀具自身温度变化不一，若按照常规的冷却液流速，无法保障刀具温度快速下降，严重时还会缩短刀具的使用寿命。
因此需要提供一种实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置，能够在线实时监控刀具的磨损情况和刀具温度情况，当刀具磨损严重时，发出报警，并停止加工，当刀具温度过高时，自动提高冷却效率，及时的防止不合格品产生，降低了损失。
本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置，其包括刀具、主轴、驱动所述主轴旋转的伺服电机、控制所述伺服电机的电机控制器、对所述刀具磨损度进行检测的刀具磨损传感器、对所述刀具表面温度进行检测的红外线测温装置、与所述刀具磨损传感器和所述红外线测温装置电信号连通的控制中心、与所述控制中心信号连通的冷却控制系统、与所述控制中心电信号连通的报警装置，所述电机控制器与所述控制中心电信号连通。
进一步的，所述控制中心包括数据接收模块与数据对比匹配模块。
进一步的，所述冷却控制系统包括制冷单元、热交换器、制冷单元控制器、第一泵浦。
进一步的，还包括还包括对准所述刀具的若干冷却液喷头、与所述冷却液喷头连通的若干并联设置的冷却液流管。
进一步的，每个所述冷却液流管上设置有电磁阀，所述电磁阀与所述控制中心电信号连通。
进一步的，所述冷却液流管汇总后的主流道的上游设置有第二泵浦，所述第二泵浦与控制中心电信号连通。
进一步的，还包括CCD图像采集装置，所述CCD图像采集装置与所述控制中心电信号连通。
与现有技术相比，本实用新型一种实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置的有益效果在于：能够在线实时监控刀具的磨损情况，结合CCD摄像装置双重确认刀具磨损情况，保证了检测结果的准确度，当刀具磨损严重时，发出报警，并停止加工，及时的防止不合格品产生，降低了损失；通过红外线测温装置，对刀具表面的温度进行实时监控，通过提高制冷效率、增加冷却液循环速度、增加冷却液流量等方式提高对刀具冷却的速度，大大提高了冷却效果。
附图说明
图1为本实用新型实施例的控制模块示意图；
图中数字表示：
1刀具；2伺服电机；3电机控制器；4刀具磨损传感器；5红外线测温装置；6控制中心；7冷却控制系统，71制冷单元，72热交换器，73制冷单元控制器，74第一泵浦；8报警装置；9CCD图像采集装置；10刀座；11冷却液喷头，12冷却液流管；13电磁阀；14第二泵浦；15主轴。
具体实施方式
实施例：
请参照图1，本实施例为实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置，其包括刀具1、主轴15、驱动主轴15旋转的伺服电机2、控制伺服电机2的电机控制器3、对刀具1磨损度进行检测的刀具磨损传感器4、对刀具1表面温度进行检测的红外线测温装置5、与刀具磨损传感器4电信号连通的控制中心6、与红外线测温装置5和控制中心6信号连通的冷却控制系统7、与控制中心6电信号连通的报警装置8。
所述控制中心6包括数据接收模块、与数据对比匹配模块。
所述冷却控制系统7包括制冷单元71、热交换器72、制冷单元控制器73、第一泵浦74。
本实施例实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置还包括CCD图像采集装置9。CCD图像采集装置9、电机控制器3均与控制中心6电信号连通。
本实施例实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置还包括承载刀具1的刀座10，所述刀具磨损传感器4固定设置在刀座10上，且所述刀具磨损传感器4的末端与刀具1的刀尖平齐设置。
本实施例实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置还包括还包括对准刀具1的若干冷却液喷头11、与冷却液喷头11连通的若干并联设置的冷却液流管12，所有冷却液流管12汇总后的主流道流经热交换器72。每个冷却液流管12上设置有电磁阀13，冷却液流管12汇总后的主流道的上游设置有第二泵浦14，所有电磁阀13、第二泵浦14与控制中心6电信号连通。
本实施例实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置的工作原理为：
1）刀具的磨损度实时检测：刀具1在进行加工前，被移动至CCD图像采集装置9位置进行拍照，之后，CCD图像采集装置9将图像传输至控制中心6，经过图像分析确认刀具1无磨损或磨损在允许范围内后，再将刀具1移动至加工位置；在加工过程中，刀具磨损传感器4对刀具1的磨损度进行实时监控，刀具磨损传感器4将检测的实时数据发送信号至控制中心6中的数据接收模块，并经过数据对比匹配模块进行实时比对分析，若分析得出刀具1磨损严重，通知电机控制器3停止主轴旋转；然后，刀具1在进给装置作用下再次移动值CCD图像采集装置9位置进行图像采集，CCD图像采集装置9将采集的图像传输至控制中心6，经过控制中心6确认刀具1磨损严重后，则控制报警装置8进行报警，通知人员进行换刀；
2）刀具表面温度的实时检测：红外线测温装置5实时监控刀具1表面的温度，当刀具1表面的温度升高，将温度信号传递至控制中心6，控制中心6通知制冷单元控制器73提高制冷单元71的工作效率，同时提高第一泵浦74的泵送速度，从而提高冷却效果，快速的实现刀具温度的下降；当刀具1的温度持续高温时，在提高制冷单元71功率的同时，增加冷却液喷头11导通的数量，并同时提高第二泵浦14的泵送速度，提高冷却液的流量和循环速度，进一步提高对刀具的冷却效率。
本实施例实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置的有益效果在于：能够在线实时监控刀具的磨损情况，结合CCD摄像装置双重确认刀具磨损情况，保证了检测结果的准确度，当刀具磨损严重时，发出报警，并停止加工，及时的防止不合格品产生，降低了损失；通过红外线测温装置，对刀具表面的温度进行实时监控，通过提高制冷效率、增加冷却液循环速度、增加冷却液流量等方式提高对刀具冷却的速度，大大提高了冷却效果。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置，其特征在于：其包括刀具、主轴、驱动所述主轴旋转的伺服电机、控制所述伺服电机的电机控制器、对所述刀具磨损度进行检测的刀具磨损传感器、对所述刀具表面温度进行检测的红外线测温装置、与所述刀具磨损传感器和所述红外线测温装置电信号连通的控制中心、与所述控制中心信号连通的冷却控制系统、与所述控制中心电信号连通的报警装置，所述电机控制器与所述控制中心电信号连通。
2.如权利要求1所述的实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置，其特征在于：所述控制中心包括数据接收模块与数据对比匹配模块。
3.如权利要求1所述的实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置，其特征在于：所述冷却控制系统包括制冷单元、热交换器、制冷单元控制器、第一泵浦。
4.如权利要求3所述的实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置，其特征在于：还包括还包括对准所述刀具的若干冷却液喷头、与所述冷却液喷头连通的若干并联设置的冷却液流管。
5.如权利要求4所述的实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置，其特征在于：每个所述冷却液流管上设置有电磁阀，所述电磁阀与所述控制中心电信号连通。
6.如权利要求5所述的实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置，其特征在于：所述冷却液流管汇总后的主流道的上游设置有第二泵浦，所述第二泵浦与控制中心电信号连通。
7.如权利要求1所述的实时监控刀具温度与磨损度的自动报警装置，其特征在于：还包括CCD图像采集装置，所述CCD图像采集装置与所述控制中心电信号连通。
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