CN215092444U - 一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置，包括机架和安装板，安装板远离机架的一侧固定安装防护盒，防护盒的内部固定安装有调节电机，调节电机的驱动端固定安装有安装筒，安装筒的顶部开设有卡槽，安装筒的内部套接有延伸筒，延伸筒靠近调节电机一端的内部套接有卡块，卡块的底部固定安装有复位弹簧，延伸筒远离调节电机的一侧固定安装有铰接头，铰接头的内部铰接有铰接板，铰接板的底部固定安装有监控摄像头。通过设置的安装板、调节电机、安装筒、卡槽、延伸筒、卡块、复位弹簧、铰接头和铰接板，达到了根据刀具的位置对监控摄像头进行调节的效果，提高该装置对刀具监测的适用范围，有效提高监测成像的效果。

Description

一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置

技术领域

本实用新型属于刀具技术领域，具体涉及一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置。

背景技术

机床是指动力制造的机械装置，通常用于精密切削金属以生产其他设备或者加工的金属零件车刀一般按照用途可分为外圆车刀、内圆车刀、断面车刀，按照材料一般为金属材料、复合材料、陶瓷等。车刀由刀头和刀柄两部分组成，刀头负责切削刀柄负责固定。刀头又分为若干面和切削刃。加工过程中由车刀的切削刃和工件之间产生相对运动对工件进行切削。

为了防止刀具磨损而导致出现切削工件时出现误差的情况，所以需要对刀具进行实时监测，目前所使用的刀具磨损实时监测装置不能根据不同机床的不同刀具的位置进行调整，适用范围低，同时导致监测成像效果较差，而且目前监控机床刀具通常采用实时采集机床主轴电压、电流和扭矩计算功率或者采用激光、超声波和振动传感器方式检测刀具状态，但是存在一系列的问题：一是受到切削液、加工余量的影响，刀具状态检测的灵敏度和准确率有限，二是传感器终端防护条件的制约，只能监控部分机床的部分刀具，对不同刀具的状态适应性差。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置，解决了目前所使用的刀具磨损实时监测装置不能根据不同机床的不同刀具的位置进行调整，适用范围低，同时导致监测成像效果较差，以及对刀具状态监测的效果差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置，包括机架和安装板，所述安装板远离机架的一侧固定安装防护盒，所述防护盒的内部固定安装有调节电机，所述调节电机的驱动端固定安装有安装筒，所述安装筒的顶部开设有卡槽，所述安装筒的内部套接有延伸筒，所述延伸筒靠近调节电机一端的内部套接有卡块，所述卡块的底部固定安装有复位弹簧，所述延伸筒远离调节电机的一侧固定安装有铰接头，所述铰接头的内部铰接有铰接板，所述铰接板的底部固定安装有监控摄像头。

优选的，所述安装板通过螺栓固定安装于机架的一侧。

通过采用上述技术方案，优点在于，方便将安装板进行拆卸。

优选的，所述机架的顶部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的驱动端固定安装有刀具。

通过采用上述技术方案，优点在于，驱动电机控制刀具的运作，利用刀具对工件加工。

优选的，所述机架顶部靠近驱动电机的一端固定安装有检测箱，所述检测箱的内部固定安装有电流传感器，所述检测箱的内部固定安装有电压传感器。

通过采用上述技术方案，优点在于，通过设置的电流传感器和电压传感器，电流传感器和电压传感器实时对驱动电机主轴的电压和电流进行检测，并且将所测得的数据传输至电脑终端，计算功率变化的比例绘制损耗曲线，通过这种方式可以明显改善功率曲线波动性大，变化趋势不明显和不方便在线升级损耗曲线算法的不足。

优选的，所述卡块与卡槽的规格尺寸相适配。

通过采用上述技术方案，优点在于，使卡块可以插入卡槽内部。

优选的，所述延伸筒两端的内部均开设有限位槽，所述安装筒内壁的两侧均固定安装有限位条，两个所述限位条分别滑动安装于两个所述限位槽的内部。

通过采用上述技术方案，优点在于，通过设置的限位槽和限位条，在调节延伸筒时，延伸筒带动限位槽在限位条外部滑动，限位槽和限位条的相配合，对延伸筒进行限位，从而保证了卡块与卡槽的位置相对应，有利于操作人员使用。

优选的，所述铰接板的底部固定安装有安装壳，所述监控摄像头的顶部固定安装有连接头，所述连接头螺纹连接于安装壳的内部。

通过采用上述技术方案，优点在于，通过设置的螺纹连接的连接头和安装壳，旋转连接头，使连接头脱离安装壳，便可对监控摄像头进行拆卸，方便对出现损坏等情况的监控摄像头进行更换。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过设置的安装板、调节电机、安装筒、卡槽、延伸筒、卡块、复位弹簧、铰接头和铰接板，利用调节电机对监控摄像头的位置初步调整，然后再根据监控摄像头与刀具之间的距离调节延伸筒的长度，达到了根据刀具的位置对监控摄像头进行调节的效果，提高该装置对刀具监测的适用范围，有效提高监测成像的效果。

2、通过设置的电流传感器和电压传感器，电流传感器和电压传感器实时对驱动电机主轴的电压和电流进行检测，并且将所测得的数据传输至电脑终端，计算功率变化的比例绘制损耗曲线，通过这种方式可以明显改善功率曲线波动性大，变化趋势不明显和不方便在线升级损耗曲线算法的不足。

附图说明

图1为本实用新型的整体外观立体结构示意图；

图2为本实用新型的检测箱内部结构示意图；

图3为本实用新型的局部立体结构示意图；

图4为本实用新型的防护盒内部结构示意图；

图5为本实用新型的安装筒立体结构示意图；

图6为本实用新型的局部剖视结构示意图；

图7为本实用新型的局部立体结构示意图。

图中：1、机架；2、驱动电机；3、刀具；4、检测箱；5、电流传感器；6、电压传感器；7、安装板；8、防护盒；9、调节电机；10、安装筒；11、卡槽；12、延伸筒；13、卡块；14、复位弹簧；15、限位槽；16、限位条；17、铰接头；18、铰接板；19、监控摄像头；20、安装壳；21、连接头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

请参阅图1-7，本实用新型提供一种技术方案：一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置，包括机架1和安装板7，安装板7通过螺栓固定安装于机架1的一侧，机架1的顶部固定安装有驱动电机2，驱动电机2的驱动端固定安装有刀具3，安装板7远离机架1的一侧固定安装防护盒8，防护盒8的内部固定安装有调节电机9，调节电机9的驱动端固定安装有安装筒10，安装筒10的顶部开设有卡槽11，安装筒10的内部套接有延伸筒12，延伸筒12靠近调节电机9一端的内部套接有卡块13，卡块13与卡槽11的规格尺寸相适配，卡块13的底部固定安装有复位弹簧14，延伸筒12远离调节电机9的一侧固定安装有铰接头17，铰接头17的内部铰接有铰接板18，铰接板18的底部固定安装有监控摄像头19。

本实施方案中，利用螺栓将安装板7安装在机架1中合适的位置，然后根据刀具3对工件操作的位置调节监控摄像头19，对监控摄像头19进行调节时，启动调节电机9，调节电机9带动安装筒10、延伸筒12和监控摄像头19旋转，移动至合适的位置后，关闭调节电机9，然后根据监控摄像头19与刀具3之间的距离对监控摄像头19调节，向下按压卡块13，卡块13向下挤压复位弹簧14，使卡块13脱离卡槽11，然后拉动延伸筒12，调整延伸筒12的长度，将监控摄像头19位于合适的位置之后，松开卡块13，复位弹簧14向上顶起卡块13，使卡块13插入相对应的卡槽11内部，从而对延伸筒12和监控摄像头19的位置固定，然后沿着铰接头17转动铰接板18，进一步调整监控摄像头19的位置，将监控摄像头19调节完成之后，便可以对刀具3进行监测，通过设置的安装板7、调节电机9、安装筒10、卡槽11、延伸筒12、卡块13、复位弹簧14、铰接头17和铰接板18，可根据刀具3的位置对监控摄像头19进行调节，提高该装置对刀具3监测的适用范围，有效提高监测成像的效果。

实施例二：

如图1-7所示，在实施例一的基础上，本实用新型提供一种技术方案：机架1顶部靠近驱动电机2的一端固定安装有检测箱4，检测箱4的内部固定安装有电流传感器5，检测箱4的内部固定安装有电压传感器6。

本实施例中，电流传感器5的型号为ACS712ELCTR-30A-T，电压传感器6的型号为MIK-DJV，电流传感器5和电压传感器6实时对驱动电机2主轴的电压和电流进行检测，并且将所测得的数据传输至电脑终端，计算功率变化的比例绘制损耗曲线，通过这种方式可以明显改善功率曲线波动性大，变化趋势不明显和不方便在线升级损耗曲线算法的不足。

实施例三：

如图1-7所示，在实施例一、实施例二的基础上，本实用新型提供一种技术方案：延伸筒12两端的内部均开设有限位槽15，安装筒10内壁的两侧均固定安装有限位条16，两个限位条16分别滑动安装于两个限位槽15的内部。

本实施例中，通过设置的限位槽15和限位条16，在调节延伸筒12时，延伸筒12带动限位槽15在限位条16外部滑动，限位槽15和限位条16的相配合，对延伸筒12进行限位，从而保证了卡块13与卡槽11的位置相对应，有利于操作人员使用。

实施例四：

如图1-7所示，在实施例一、实施例二、实施例三的基础上，本实用新型提供一种技术方案：铰接板18的底部固定安装有安装壳20，监控摄像头19的顶部固定安装有连接头21，连接头21螺纹连接于安装壳20的内部。

本实施例中，通过设置的螺纹连接的连接头21和安装壳20，旋转连接头21，使连接头21脱离安装壳20，便可对监控摄像头19进行拆卸，方便对出现损坏等情况的监控摄像头19进行更换。

本实用新型的工作原理及使用流程：使用时，利用螺栓将安装板7安装在机架1中合适的位置，然后根据刀具3对工件操作的位置调节监控摄像头19，对监控摄像头19进行调节时，启动调节电机9，调节电机9带动安装筒10、延伸筒12和监控摄像头19旋转，移动至合适的位置后，关闭调节电机9，然后根据监控摄像头19与刀具3之间的距离对监控摄像头19调节，向下按压卡块13，卡块13向下挤压复位弹簧14，使卡块13脱离卡槽11，然后拉动延伸筒12，调整延伸筒12的长度，将监控摄像头19位于合适的位置之后，松开卡块13，复位弹簧14向上顶起卡块13，使卡块13插入相对应的卡槽11内部，从而对延伸筒12和监控摄像头19的位置固定，然后沿着铰接头17转动铰接板18，进一步调整监控摄像头19的位置，将监控摄像头19调节完成之后，便可以对刀具3进行监测，在驱动电机2运作的过程中，电流传感器5和电压传感器6实时对驱动电机2主轴的电压和电流进行检测，并且将所测得的数据传输至电脑终端，计算功率变化的比例绘制损耗曲线，通过这种方式可以明显改善功率曲线波动性大，变化趋势不明显和不方便在线升级损耗曲线算法的不足，通过采集驱动电机2主轴三相动力线U、V、W相的电压和电流传感器5数据，计算功率P=Uu*Iu+Uv*Iv+Uw*Iw，设置机床换刀后加工的几件工件功率的平均值为标准功率曲线，根据加工工件的功率和标准功率的比值计算刀具3功率损耗曲线的方式监控刀具3在加工过程中可能出现的磨损和崩刃情况，同时改善了功率曲线波动性大、特征性不明显的问题，特别是受机床切削液、工件加工余量和加工工艺的影响。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置，包括机架（1）和安装板（7），其特征在于：所述安装板（7）远离机架（1）的一侧固定安装防护盒（8），所述防护盒（8）的内部固定安装有调节电机（9），所述调节电机（9）的驱动端固定安装有安装筒（10），所述安装筒（10）的顶部开设有卡槽（11），所述安装筒（10）的内部套接有延伸筒（12），所述延伸筒（12）靠近调节电机（9）一端的内部套接有卡块（13），所述卡块（13）的底部固定安装有复位弹簧（14），所述延伸筒（12）远离调节电机（9）的一侧固定安装有铰接头（17），所述铰接头（17）的内部铰接有铰接板（18），所述铰接板（18）的底部固定安装有监控摄像头（19）。

2.根据权利要求1所述的一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置，其特征在于：所述安装板（7）通过螺栓固定安装于机架（1）的一侧。

3.根据权利要求1所述的一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置，其特征在于：所述机架（1）的顶部固定安装有驱动电机（2），所述驱动电机（2）的驱动端固定安装有刀具（3）。

4.根据权利要求3所述的一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置，其特征在于：所述机架（1）顶部靠近驱动电机（2）的一端固定安装有检测箱（4），所述检测箱（4）的内部固定安装有电流传感器（5），所述检测箱（4）的内部固定安装有电压传感器（6）。

5.根据权利要求1所述的一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置，其特征在于：所述卡块（13）与卡槽（11）的规格尺寸相适配。

6.根据权利要求1所述的一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置，其特征在于：所述延伸筒（12）两端的内部均开设有限位槽（15），所述安装筒（10）内壁的两侧均固定安装有限位条（16），两个所述限位条（16）分别滑动安装于两个所述限位槽（15）的内部。

7.根据权利要求1所述的一种基于刀具损耗曲线监控刀具状态的装置，其特征在于：所述铰接板（18）的底部固定安装有安装壳（20），所述监控摄像头（19）的顶部固定安装有连接头（21），所述连接头（21）螺纹连接于安装壳（20）的内部。

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