一种刀具检测装置的制作方法

本实用新型涉及检测设备领域，尤其是涉及一种刀具在线检测装置。

背景技术：

在金属切削领域中，刀具的状态是铣削过程中主要关注的对象之一，刀具状态的好坏直接影响工件的质量及加工精度，而刀具寿命是切削参数优化的重要指标，一般采用刀具的磨损量来表征刀具寿命；刀具磨损量的检测方法分为间接法和直接法两种，间接法一般是利用刀具切削过程中的切削温度、切削时机台所发出的振动等非刀具本身的磨损状态来推断刀具磨损状态；直接法，就是直接检测刀具本身的状态，例如，采用工业相机对刀具拍摄，然后分析刀具磨损状态。然而，目前都是采用单一的间接法或直接法进行刀具的磨损状态检测，直接法的检测必须在刀具停止运作时执行，每次测量需要将刀具卸下，然后利用工业相机进行拍摄，操作较为繁琐，而且测量结果受操作人员的主观因素影响较大，无法在工厂普及使用。

技术实现要素：

为了克服现有刀具磨损量检测单一、普及性差、操作繁琐及可靠性低的技术问题，本实用新型提供了一种刀具检测装置，该装置将直接法与间接法结合，既可以通过工业相机对刀具进行拍摄，从而实现在线检测刀具磨损状态，又可以通过刀具切削过程中的切削温度及振动量来判断刀具的磨损状态，这样可以更加精确的判断刀具的磨损状态，可靠性高，操作简单，具有较广的普及性。为实现所述目的，本实用新型提供的技术方案如下。

一种刀具检测装置，包括基座、电控平移台前后移动装置、升降装置以及采集信号装置、报警装置；

基座，具有存储器装置；

电控平移台前后移动装置，设置在所述的基座上，可以通过控制带动升降装置在电子导轨上前后移动，以便对检测区的刀具在水平方向上自由检测；

升降装置，设置在电控平移台上，可以通过电机控制丝杠旋转，使装有相机的平台上下移动，以便对检测区的刀具在垂直方向上自由监测；

采集信号装置，用于对刀具磨损图像、温度传感器及振动传感器信号采集并处理，获得最新刀具磨损状态；

报警装置，用于判断经信号采集系统预处理后的刀具磨损状态是否达到预设值，从而判断是否报警。

所述刀具检测装置，优选地，所述基座具有容置空间以便装置存储器。

所述的刀具检测装置，优选地，所述电控平移台前后移动装置具体结构如下：支撑板与平移台通过螺栓连接，滚珠丝杠与步进电机的转轴通过联轴节相连，手动旋钮用来控制电机开关。轴承安装座与底座固定连接，用于安装轴承。平移台与滚珠丝杠通过滑台连接，滑动导轨一端固定在轴承安装座上，另一端固定在底座上，用于控制平移台的路径。通过步进电机控制丝杠旋转，从而带动平移台在滑动导轨上移动。防护罩一端与底座固定，另一端与平移台固定，防止切削液进入平移台内部。

所述的刀具检测装置，优选地，所述升降装置包括固定块、滚珠丝杠、平台、联轴节和电机，固定块与电控平移台支撑板通过螺栓连接，用于固定滚珠丝杠；所述平台具有容置空间，用于装置相机或相机光源，滚珠丝杠的下端通过联轴节与电机连接，通过电机控制丝杠旋转，从而带动装有相机或相机光源的平台上下移动。

所述的刀具检测装置，优选地，所述温度传感器、振动传感器安装在数控铣床靠近刀具位置，以便收集切削温度、切削振动值信号。

所述的刀具检测装置，优选地，所述相机采用面阵型CCD工业相机，具有较高的分辨率，通过工业相机获取刀具磨损图像，相机与光源可以随着滑动块而移动。

所述的刀具检测装置，优选地，当被测刀具磨损图像状态、切削温度值及振动量中任意一个超过临界值，报警电路自动报警。

由上可知，本申请提供的刀具检测装置利用电控平移台与升降装置可以在不需要停机的状态下，直接检测刀具的磨损状态；利用温度传感器、振动传感器收集切削温度、切削振动值信号，当被测刀具磨损图像状态、切削温度值及振动量中任意一个超过临界值，报警电路自动报警，从而更加精确的判断刀具磨损状态，具有较广的普及性，另外，该刀具检测装置装有相机（相机光源）的平台四周布置，通过电控平移台和升降装置能够在不同位置检测，从而全面监控刀具的磨损状况，检测准确度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单介绍。

图1为本实用新型刀具检测装置的整体结构示意图。

图2为本实用新型刀具检测装置的升降装置示意图。

图3为本实用新型刀具检测装置的电控平移台前后移动装置示意图。

图4为本实用新型刀具检测装置的采集信号装置示意图。

图中具体标号如下。

A01、基座 A02、升降装置 A03、数控铣床示意图 A04、温度传感器、振动传感器位置示意图 A05、刀具 A06、电控平移台 A07、存储器位置示意图 B01、平台 B03、丝杠 B04、固定块B05、联轴节 C02、承接板 C03、丝杠 C04、轴承安装座 C05、联轴节 C06、步进电机 C07、旋钮开关 C08、滑动导轨 C09、平移台 C10、底座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。

图1为本申请提供的刀具检测装置的第一实施例的整体结构示意图。如图1所示，该刀具检测装置包括基座A01，电控平移台前后移动装置A06，升降装置A02，温度传感器、振动传感器示意位置A04，A03为数控铣床的简化装置，A05为铣刀刀具，A07为存储器放置位置示意图。电控平移台和升降装置在基座上面四周布置，通过控制电控平移台和滚珠丝杠可以使装有工业相机（相机光源）的平台上下、前后移动，从而全面地对刀具进行拍摄。利用温度传感器、振动传感器收集切削温度和切削振动值信号，基座A01下面有容置空间，用于放置存储器，存储器用于存储工业相机拍摄的刀具影像。

图2为本申请提供的刀具检测装置的第二实施例的升降装置示意图。如图2所示，该升降装置包括平台B01，滚珠丝杠B03，固定块B04和联轴节B05。所示平台B01上有容置空间B02，用于存放工业相机或相机光源，工业相机和相机光源相对放置，可以随电控平移台和滚珠丝杠上下、前后移动。固定块B04放置在电控平移台的承接板C02上，固定块与承接板通过螺栓连接，滚珠丝杠B03通过联轴节B05与步进电机的转轴相连，步进电机图中未画出，所述步进电机放置在基座A01中，通过电机控制丝杠旋转，从而带动装有相机（光源）的平台上下移动。

图3为本申请提供的刀具检测装置的第三实施例的电控平移台前后移动装置示意图。如图3所示，该电控平移台包括防护罩C01（为显示方面，只绘制了一侧，另一侧结构与其完全相同），承接板C02，滚珠丝杠C03，轴承安装座C04，联轴节C05，步进电机C06，旋钮开关C07以及滑动导轨C08，平移台C09和底座C10。承接板C02与平移台C09通过螺栓连接，滚珠丝杠C03与步进电机C06的转轴通过联轴节C05相连，旋钮用来控制电机开关。轴承安装座C04与底座C10固定连接，用于安装轴承。平移台C09与滚珠丝杠C03通过滑台连接，滑动导轨C08一端固定在轴承安装座上，另一端固定在底座上，用于控制平移台的路径。通过步进电机C06控制丝杠旋转，从而带动平移台在滑动导轨上移动。防护罩C01一端与底座固定，另一端与平移台固定，防止切削液进入平移台内部。

图4为本申请提供的刀具检测装置的第四实施例的采集信号装置示意图。如图4所示，通过数据采集分析处理器对温度传感器、振动传感器和图像存储器里的信号进行分析处理，在液晶显示屏上显示，当被测刀具磨损图像状态、切削温度值及振动量中任意一个超过预设值，报警电路自动报警。