[发明专利]一种实时监测刀具温度及磨损度的划片机及控制方法

权利要求书

1.一种能实时监控刀片温度和磨损度的划片机，其特征在于：划片机包括X轴、Y轴、Z轴、主轴变频电机及其机架、第一冷却装置、第二冷却装置、红外线测温装置、第一、第二激光扫描检测装置；

所述X轴上设有第一行走电机，Y轴上设有第二行走电机，Z轴上设有第三行走电机；

所述主轴变频电机前端依次固设有第一冷却装置和刀片；

所述主轴变频电机的机架与X轴、Y轴、Z轴上的第一、第二、第三行走电机连接；

所述主轴变频电机的机架上翻转连接设有U型固定架，该U型固定架的凹陷部设置有第一激光扫描成像检测装置和激光垂直校准装置；

该U型固定架另一端通过校准行走机构和校准马达设有第二冷却装置、红外线测温装置、第二激光扫描成像检测装置和激光水平校准装置。

2.根据权利要求1所述的能实时监控刀片温度和磨损度的划片机，其特征在于：

所述主轴变频电机与控制主机连接；X轴、Y轴、Z轴上的第一、第二、第三行走电机与控制主机连接；第一冷却装置和第二冷却装置与控制主机连接；红外线测温装置和第一、第二激光扫描成像检测装置与控制主机连接；激光水平校准装置及校准马达与控制主机连接。

3.根据权利要求1所述的能实时监控刀片温度和磨损度的划片机，其特征在于：

所述第一冷却装置为环盘喷洒结构，该环盘喷洒结构的直径小于刀片直径，通过高压水管将冷水喷射到刀片后背面上。

4.根据权利要求1所述的能实时监控刀片温度和磨损度的划片机，其特征在于：

所述第二冷却装置为圆盘喷洒结构，该圆盘喷洒结构的直径为刀片直径的一半，通过高压水管将冷媒喷射到刀片前表面上。

5.根据权利要求1所述的能实时监控刀片温度和磨损度的划片机，其特征在于：

所述红外线测温装置布置在第二激光扫描成像检测装置上，检测刀片表面的温度，将检测到的温度信息传递给控制主机。

6.根据权利要求1所述的能实时监控刀片温度和磨损度的划片机，其特征在于：

所述激光水平校准装置设置在第二冷却装置中心轴上；

所述第二激光扫描成像检测装置设置在第二冷却装置的上部扇状扫描刀片磨损信息，并将该磨损信息传递给控制主机。

7.一种能实时监控刀片温度和磨损度的划片机控制方法，其特征在于：

包括如下步骤：

1)开机启动，控制主机进行自检，确保各个装置正常；

2)控制主机通过水平校准保证第二激光扫描成像检测装置准确扫描到刀片的边缘图形象；保证第一激光扫描成像检测装置扫描到刀片的纵向中心位置；

3)控制主机在激光水平校准装置校准后，开始启动主轴变频电机，同时启动第一冷却装置，并通过红外线测温装置实时检测刀片的温度；

4)控制主机根据工件加工需要，通过控制X轴、Y轴、Z轴上的第一、第二、第三行走电机实现刀片的准确对位；

5)控制主机通过第一激光扫描成像检测装置对刀片横向磨损度进行扫描获得刀片的厚度数据信息；通过第二激光扫描成像检测装置对刀片纵向磨损度进行扫描获得刀片的宽度数据信息。

8.根据权利要求7所述的一种能实时监控刀片温度和磨损度的划片机控制方法，其特征在于：

在步骤2)中控制主机采集激光水平校准装置的校准信号，该校准信号为与主轴变频电机的轴心水平，通过校准信号的反馈，控制主机通过校准马达驱动校准行走机构进行水平校准；垂直校准采用偏心马达实现；当刀片磨损后，将控制主机中存储的模型信息，与第一、第二激光扫描成像检测装置的图像信息进行比对，若达到报警阈值则控制主机发出报警信号，进行提示。

9.根据权利要求8所述的一种能实时监控刀片温度和磨损度的划片机控制方法，其特征在于：

当控制主机发出报警后，开始输出信号至主轴变频电机降低转速；同时，根据第一、第二激光扫描成像检测装置的磨损信息计算出相应的磨损度，进而通过控制主机驱动X轴、Y轴上的行走电机，进行刀片磨损的补偿，保证被加工工件的精度。

10.根据权利要求7所述的一种能实时监控刀片温度和磨损度的划片机控制方法，其特征在于

在步骤3)中控制主机过红外线测温装置实时检测刀片的温度，当超过预定的温度时，启动第二冷却装置参与迅速降温，第二冷却装置内输出冰水。