CN209223710U - 一种基于振动的刀具在线测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于振动的刀具在线测试装置，包括传感组件和信号处理组件；传感组件包括设置在数控机床的刀具末端的振动速度传感器；信号处理组件包括放大电路、滤波电路、A/D转换电路、处理器、无线通讯电路、电源电路、箱体和吸附连接件，振动速度传感器的信号输出端连接至放大电路，所述放大电路依次通过滤波电路和A/D转换电路连接至处理器，在所述处理器上还连接有无线通讯电路和电源电路，在所述箱体的外侧板上设置有吸附连接件，所述箱体通过吸附连接件固定在数控机床主轴上。本实用新型能够对数控机床的刀具在工作过程中实现实时在线振动进行监测；能够实现非入侵式的振动信号检测，保证原始设备的完整性，使用方便。

Description

一种基于振动的刀具在线测试装置

技术领域

本实用新型属于数控机床刀具检测技术领域，尤其涉及一种基于振动的刀具在线测试装置。

背景技术

大型制造企业在数控机床加工过程中，加工刀具因为受力负载变化而导致断刀、崩边的情况时有发生；刀具在受损后如果不进行及时更换将导致后续生产出的产品直接报废，给企业造成较大的经济损失。

振动速度传感器是利用磁电感应原理把振动信号变换成电信号，它主要由磁路系统、惯性质量、弹簧尼等部分组成。在传感器壳体中刚性地固定有磁铁，惯性质量(线圈组件)，用弹簧元件悬挂于壳上。工作时，将传感器安装在机器上，在机器振动时，在传感器工作频率范围内，线圈与磁铁相对运动、切割磁力线，在线圈内产生感应电压，该电压值正比于振动速度值。

现有的数控机床刀具检测需要定期将刀具取下进行测试，这使得操作繁杂，耽误生产时间，为企业造成了损失；虽然目前有通过检测刀具振动来进行检测的方法，但是需要对现有数控机床设备进行侵入式采集，破坏了现有数控机床设备，操作过程繁琐，且无法实现数控机床刀具运行振动状态的实时检测。

实用新型内容

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种基于振动的刀具在线测试装置，能够对数控机床的刀具在工作过程中实现实时在线振动进行监测；能够实现非入侵式的振动信号检测，保证原始设备的完整性，使用方便。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种基于振动的刀具在线测试装置，包括传感组件和信号处理组件；所述传感组件包括振动速度传感器，所述振动速度传感器设置在数控机床的刀具末端，感应刀具在加工产生中的振动信号；所述信号处理组件包括放大电路、滤波电路、A/D转换电路、处理器、无线通讯电路、电源电路、箱体和吸附连接件，所述振动速度传感器的信号输出端连接至放大电路，所述放大电路依次通过滤波电路和A/D转换电路连接至处理器，在所述处理器上还连接有无线通讯电路和电源电路，所述放大电路、滤波电路、A/D转换电路、处理器、无线通讯电路和电源电路均设置在箱体内，在所述箱体的外侧板上设置有吸附连接件，所述箱体通过吸附连接件固定在数控机床主轴上。

进一步的是，所述无线通讯电路为蓝牙通讯电路；通过蓝牙通讯电路实现采集信号的无线传输，保证了采集信号的实时在线采集且不会破坏设备本身。

进一步的是，所述电源电路包括储能电池和电源转换器，所述储能电池通过电源转换器连接至处理器为各个元器件供电。

进一步的是，所述吸附连接件为磁铁；提高使用便捷性，无需测量时可以随时取下，不破坏设备本身结构。

进一步的是，所述箱体为扁平的圆弧形结构，加强与主轴的贴合性，大大降低了检测装置对设备自身的影响。

采用本技术方案的有益效果：

本实用新型对数控机床的刀具在工作过程中实现实时在线振动进行监测；将刀具动平衡不好、切削参数不合理或机床撞击等引起的振动现象进行及时反馈给外部服务器，从而保护刀具及电主轴，提高电主轴的可靠性及使用寿命；

本实用新型采用振动速度传感器进行数控机床刀具振动检测的传感部，能够实现非入侵式的振动信号检测，保证原始设备的完整性，使用方便；具有较低的输出阻抗，较好的信噪比；具有较低的使用频率可以测量微小的振动，检测范围广且提高了振动信号的检测精度。

附图说明

图1为本实用新型的一种基于振动的刀具在线测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型的一种基于振动的刀具在线测试装置的电路连接示意图；

图3为本实用新型中箱体的结构示意图；

其中，1是振动速度传感器，2是箱体，3是吸附连接件，4是刀具，5是主轴。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

在本实施例中，参见图1-图3所示，一种基于振动的刀具在线测试装置，包括传感组件和信号处理组件；所述传感组件包括振动速度传感器1，所述振动速度传感器1设置在数控机床的刀具4末端，感应刀具4在加工产生中的振动信号；所述信号处理组件包括放大电路、滤波电路、A/D转换电路、处理器、无线通讯电路、电源电路、箱体2和吸附连接件3，所述振动速度传感器1的信号输出端连接至放大电路，所述放大电路依次通过滤波电路和A/D转换电路连接至处理器，在所述处理器上还连接有无线通讯电路和电源电路，所述放大电路、滤波电路、A/D转换电路、处理器、无线通讯电路和电源电路均设置在箱体2内，在所述箱体2的外侧板上设置有吸附连接件3，所述箱体2通过吸附连接件3固定在数控机床主轴5上。

作为上述实施例的优化方案，所述无线通讯电路为蓝牙通讯电路；通过蓝牙通讯电路实现采集信号的无线传输，保证了采集信号的实时在线采集且不会破坏设备本身。

作为上述实施例的优化方案，所述电源电路包括储能电池和电源转换器，所述储能电池通过电源转换器连接至处理器为各个元器件供电。

作为上述实施例的优化方案，所述吸附连接件3为磁铁；提高使用便捷性，无需测量时可以随时取下，不破坏设备本身结构。

作为上述实施例的优化方案，如图3所示，所述箱体2为扁平的圆弧形结构，加强与主轴5的贴合性，大大降低了检测装置对设备自身的影响。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

将刀具在线测试装置安装在机床主轴5处，将振动速度传感器1置于数控机床的刀具4末端；通过放大增益，通过滤波滤除信号噪声，再通过A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号，由处理器的数据处理后，通过无线通讯电路将电流信号发送至管理客户端；同时，通过电源电路为刀具在线测试装置中各个元器件供电。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于振动的刀具在线测试装置，其特征在于，包括传感组件和信号处理组件；所述传感组件包括振动速度传感器(1)，所述振动速度传感器(1)设置在数控机床的刀具(4)末端，感应刀具(4)在加工产生中的振动信号；所述信号处理组件包括放大电路、滤波电路、A/D转换电路、处理器、无线通讯电路、电源电路、箱体(2)和吸附连接件(3)，所述振动速度传感器(1)的信号输出端连接至放大电路，所述放大电路依次通过滤波电路和A/D转换电路连接至处理器，在所述处理器上还连接有无线通讯电路和电源电路，所述放大电路、滤波电路、A/D转换电路、处理器、无线通讯电路和电源电路均设置在箱体(2)内，在所述箱体(2)的外侧板上设置有吸附连接件(3)，所述箱体(2)通过吸附连接件(3)固定在数控机床主轴(5)上。

2.根据权利要求1所述的一种基于振动的刀具在线测试装置，其特征在于，所述无线通讯电路为蓝牙通讯电路。

3.根据权利要求1所述的一种基于振动的刀具在线测试装置，其特征在于，所述电源电路包括储能电池和电源转换器，所述储能电池通过电源转换器连接至处理器为各个元器件供电。

4.根据权利要求1所述的一种基于振动的刀具在线测试装置，其特征在于，所述吸附连接件(3)为磁铁。

5.根据权利要求1-4中任一所述的一种基于振动的刀具在线测试装置，其特征在于，所述箱体(2)为扁平的圆弧形结构。