便攜式刀具磨損測量儀及采用該測量儀預(yù)測刀具剩余使用壽命的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及刀具磨損測量技術(shù)和刀具剩余使用壽命預(yù)測技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的刀具磨損測量裝置大多使用各種信號傳感器，例如聲發(fā)射傳感器、圖像傳感器等，通過信號處理設(shè)備將從傳感器所獲得的信號進行處理，然后發(fā)送到終端PC機，整個刀具磨損測量裝置軟/硬件系統(tǒng)龐大，安裝調(diào)試麻煩，不適合在實際生產(chǎn)過程中使用，而且測量前，需要將刀片從刀桿處取下進行測量，不僅浪費大量時間，且容易造成二次裝夾誤差。
[0003]對于已經(jīng)出現(xiàn)磨損的刀具，目前還沒有較好的可預(yù)測其可繼續(xù)使用時間的刀具剩余使用壽命預(yù)測方法。對于切削過程中刀具使用壽命的判斷還多是以人工經(jīng)驗為主，切削進行一段時間后，刀具會出現(xiàn)磨損，而對于出現(xiàn)磨損的刀具，其繼續(xù)使用的時間還很難確定。由于憑借工人經(jīng)驗的判斷不準(zhǔn)確，會發(fā)生還可以繼續(xù)使用的刀具被廢棄，或刀具已經(jīng)報廢還在進行切削的情況，從而導(dǎo)致刀具浪費或所加工工件不合格乃至報廢。且對于新材料的切削，無法憑借經(jīng)驗判斷出出現(xiàn)磨損的刀片還可繼續(xù)進行切削的切削時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的刀具磨損測量裝置軟/硬件系統(tǒng)龐大，安裝調(diào)試麻煩，不適合在實際生產(chǎn)過程中使用，以及刀具使用壽命的判斷多以人工經(jīng)驗為主，判斷不準(zhǔn)確的問題，提供一種便攜式刀具磨損測量儀及采用該測量儀預(yù)測刀具剩余使用壽命的方法。
[0005]本發(fā)明所述的便攜式刀具磨損測量儀，包括殼體1、數(shù)據(jù)處理電路2、顯示屏3、一個或多個攝像頭4、一個或多個光源燈5和電池10 ;
[0006]所述殼體I上設(shè)置有開口，所述開口用于將安裝在機床上的刀具6伸入所述的便攜式刀具磨損測量儀中，刀具6周圍設(shè)置有攝像頭4和光源燈5，數(shù)據(jù)處理電路2和電池10均設(shè)置在殼體I內(nèi)部，顯示屏3設(shè)置在殼體I的外表面；
[0007]電池10用于為所述的便攜式刀具磨損測量儀提供工作電源；
[0008]攝像頭4的信號輸出端連接數(shù)據(jù)處理電路2的圖像信號輸入端，數(shù)據(jù)處理電路2的數(shù)據(jù)輸出端連接顯示屏3。
[0009]所述測量儀還包括鎖緊環(huán)8和刀桿夾具9，鎖緊環(huán)8位于殼體I頂部開口的外部，且鎖緊環(huán)8的一端固定在殼體I頂部，另一端能夠繞鎖緊環(huán)8的軸線旋轉(zhuǎn)，刀桿夾具9設(shè)置在鎖緊環(huán)8的中心孔內(nèi)，刀桿夾具9中心也設(shè)置有孔，該孔用于放置刀桿7，鎖緊環(huán)8旋轉(zhuǎn)時，能夠改變刀桿夾具9的直徑。
[0010]采用上述便攜式刀具磨損測量儀預(yù)測刀具剩余使用壽命的方法為:采用便攜式刀具磨損測量儀測量待測刀具的刀面磨損量，將所述刀面磨損量與該種刀具在對應(yīng)的工件材料和切削參數(shù)下的刀具壽命曲線進行比對，得到該待測刀具的剩余使用壽命；
[0011]所述壽命曲線通過以下步驟獲得:
[0012]步驟一、使用全新的該種刀具在所述切削參數(shù)下對所述工件材料進行多次切削，直到刀面磨損量達到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止，記錄每次切削的時間，并測量每次切削后的刀面磨損量;
[0013]步驟二、數(shù)據(jù)處理電路2將每次切削的時間和對應(yīng)的刀面磨損量擬合成曲線，該曲線即為該種刀具對應(yīng)于上述工件材料和上述切削參數(shù)的壽命曲線，該壽命曲線存儲在數(shù)據(jù)存儲單元中；
[0014]步驟三、更換不同種類的刀具、切削參數(shù)和工件材料，重復(fù)上述步驟一和步驟二，得到不同種類的刀具對應(yīng)于不同工件材料和不同切削參數(shù)的壽命曲線。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]1、在對刀具進行磨損測量時，只需要通過旋轉(zhuǎn)鎖緊環(huán)使刀桿夾具將刀桿夾住，通過鎖緊環(huán)鎖緊刀桿后，便可以對刀具的磨損進行測量，不需要拆卸刀片，避免了由于裝卸刀具而造成的二次裝夾誤差。
[0017]2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)方便，沒有復(fù)雜的軟硬件系統(tǒng)，測量過程中大大節(jié)省了裝夾時間，提高了效率，易于在加工現(xiàn)場使用，易于推廣。
[0018]3、可以對已使用過的刀具進行剩余壽命預(yù)測，預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確，避免了由于工人經(jīng)驗的推斷不準(zhǔn)確導(dǎo)致還可以繼續(xù)使用的刀具被廢棄，或刀具已經(jīng)報廢還在進行切削的情況。減少了刀具浪費、所加工工件不合格或報廢的情況。
[0019]4、數(shù)據(jù)處理電路2可以對所獲得的刀具壽命曲線進行數(shù)據(jù)擬合，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)越大，預(yù)測的準(zhǔn)確度越高。并對最終所獲的刀具壽命曲線進行存儲，為刀具的使用提供原始數(shù)據(jù)。
[0020]5、數(shù)據(jù)處理電路2在對刀具磨損進行測量時可以將所獲得的數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)部的計算芯片里，可以方便隨時查閱，為對刀具磨損的分析儲備大量的數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0021]圖1是實施方式一所述的便攜式刀具磨損測量儀的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中刀桿上方的圓柱結(jié)構(gòu)為機床主軸；
[0022]圖2是以圖1為基礎(chǔ)，從箭頭方向看過去得到的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是實施方式一所述的便攜式刀具磨損測量儀的主視圖；
[0024]圖4是圖3中沿A-A方向的剖面圖；
[0025]圖5是圖3中沿B-B方向的剖面圖；
[0026]圖6是實施方式一所述的便攜式刀具磨損測量儀的剖視圖；
[0027]圖7是實施方式六中的壽命曲線；
[0028]圖8是實施方式六中刀具壽命預(yù)測的學(xué)習(xí)流程圖。
【具體實施方式】
[0029]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1至圖6說明本實施方式，本實施方式所述的便攜式刀具磨損測量儀，包括殼體1、數(shù)據(jù)處理電路2、顯示屏3、一個或多個攝像頭4、一個或多個光源燈5和電池10 ；
[0030]所述殼體I頂部設(shè)置有開口，所述開口用于將安裝在機床上的刀具6伸入所述的便攜式刀具磨損測量儀中，刀具6周圍設(shè)置有攝像頭4和光源燈5，數(shù)據(jù)處理電路2和電池10均設(shè)置在殼體I內(nèi)部，顯示屏3設(shè)置在殼體I的外表面；
[0031]電池10用于為所述的便攜式刀具磨損測量儀提供工作電源；
[0032]攝像頭4的信號輸出端連接數(shù)據(jù)處理電路2的圖像信號輸入端，數(shù)據(jù)處理電路2的數(shù)據(jù)輸出端連接顯示屏3。
[0033]本實施方式所述的便攜式刀具磨損測量儀在使用時，不需要將刀具從機床上取下，只需將殼體I套在刀桿7上即可。攝像頭4用來采集刀刃表面的圖像，光源燈5用于為攝像頭4提供明亮的環(huán)境，使攝像頭4能夠采集到清晰的圖像。攝像頭4將采集到的圖像發(fā)送給數(shù)據(jù)處理電路2，數(shù)據(jù)處理電路2對圖像進行處理，計算得到磨損程度的數(shù)據(jù)，得到刀面磨損量，并刀面磨損量通過顯示屏3顯示出來，也可將圖像一并顯示出來。數(shù)據(jù)處理電路2采用現(xiàn)有的計算芯片和常規(guī)的圖像處理技術(shù)即可實現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理電路2還能夠存儲圖像、處理和計算過程中的數(shù)據(jù)。
[0034]本實施方式所述的便攜式刀具磨損測量儀結(jié)構(gòu)小巧，安裝過程簡單方便，非常適合在實際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。由于不需要將刀具從機床上取下就可以測量，避免了二次裝夾帶來的誤差。
[0035]【具體實施方式】二:結(jié)合圖1至圖3、以及圖6說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一所述的便攜式刀具磨損測量儀的進一步限定，本實施方式中，所述測量儀還包括鎖緊環(huán)8和刀桿夾具9，鎖緊環(huán)8位于殼體I頂部開口的外部，且鎖緊環(huán)8的一端固定在殼體I頂部，另一端能夠繞鎖緊環(huán)8的軸線旋轉(zhuǎn)，刀桿夾具9設(shè)置在鎖緊環(huán)8的中心孔內(nèi)，刀桿夾具9中心也設(shè)置有孔，該孔用于放置刀桿7，鎖緊環(huán)8旋轉(zhuǎn)時，能夠改變刀桿夾具9的直徑。
[0036]如圖1所示，鎖緊環(huán)8和刀桿夾具9均為常規(guī)結(jié)構(gòu)，刀桿夾具9沿圓周方向分為相同的幾部分，相鄰兩部分之間有間隙。將刀桿7穿過刀桿夾具9，旋轉(zhuǎn)鎖緊環(huán)8，則刀桿夾具9各部分之間的間隙變小，將刀桿7夾緊。
[0037]【具體實施方式】