[发明专利]用于测量切削刀具的使用寿命的方法、控制装置和系统

说明书

本发明一种用于测量切削刀具的使用寿命的方法、控制装置和系统，切削刀具受电机驱动，分别对多个工件进行切削，该方法包括：a)获取第一电流值；b)获取当前工件的实际加工条件，并获得多个采样电流值；c)根据多个采样电流值、第一电流值、采样周期以及电源电压，得到切削刀具对当前工件进行切削期间所消耗的能量值，并进行存储；d)判定实际加工条件与初始加工条件是否一致；e)将能量值与第一阈值进行比较；f)进行计数；g)判定工件数a的数值以及当前工件的实际加工条件是否满足预定条件；h)得到能量比值；i)将能量比值与第二阈值进行比较；j)判定切削刀具的使用寿命到达。

技术领域

本发明涉及数控机床的切削刀具的寿命预测和管理，尤其涉及用于测量切削刀具的使用寿命的方法和系统。

背景技术

切削刀具作为切削加工系统中的重要环节之一，在现代化生产过程中对其寿命的预测及管理显得越来越重要，一直以来也是机械加工研究中的重点和热点。

传统方法对切削刀具的寿命判断一般是通过对刀具表面进行观察，并测量后刀面的磨损量，达到磨钝标准后，即判断寿命到达，或者是通过对被加工工件的表面粗糙度进行监控，当工件表面粗糙度开始达不到要求时，判断该切削刀具寿命到达。然而在实际量产中，这两种方法实施起来均较为不便。切削刀具的磨损量测量需停机并将切削刀具取下，从而进行测量；现代化量产作业中一位操作员往往对应多台加工设备，如若对工件进行抽样检查粗糙度，则对生产效率会有一定的影响。此外，即便是发现表面粗糙度不达标时，也会有一定延误，不能及时更换切削刀具，从而产生浪费。因此在目前的实际生产中，切削刀具的寿命管理一般是以加工工件个数为标准来制定管理制度，当加工件数达到规定的数量后，即认为该切削刀具寿命到达。该方法由于切削刀具的个体差异，时常会发生切削刀具过度加工或提前报废等情况，导致切削刀具不能合理地利用。

为彻底改善这一状况，构建一个能对切削刀具寿命进行定量管理的加工系统显得尤为必要。多年来，国内外学者针对切削刀具磨损在线监测领域也做出了大量的工作，如专利申请号为：CN200910082547.X,发明名称为：基于影像的刀具在线检测与补偿系统及方法，利用摄像装置对刀具磨损量进行在线检测。如专利申请号为：CN92111137.1，发明名称为：一种刀具失效综合监控方法与装置，利用声发射与振动信号来监控刀具的失效工况。然而实际生产的作业环境较为恶劣(如冷却介质，切屑等)，利用摄像装置对刀具监控方法操作起来十分不便且其精度难以保证。声发射与振动信号的方法需要在机床中额外设置传感器，一般机床中空间有限设置起来也不是很容易，此外量产线中往往有多台设备一同使用，互相产生的声音及振动会引起干扰，信号处理时很难进行有效的过滤。因此这些方法大多只适用于实验室研究，在量产设备中应用起来难度较大。再者这些利用外接传感器的监测方法基本上都是采用独立的信号监测和处理模块，并没有对数控机床本身的已有信息进行有效的利用。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术不足，提供一种用于测量切削刀具的使用寿命的方法、控制装置和系统，该方法、控制装置和系统适用于量产加工设备的在线定量的切削刀具的寿命管理，能够根据历史数据实时地对切削刀具的寿命进行预测，在达到寿命标准前发出换刀信号。

本发明提供一种用于测量切削刀具的使用寿命的方法，所述切削刀具受电机驱动，分别对多个工件进行切削，所述方法包括：

a)在所述切削刀具对所述多个工件开始切削之前，设定所述切削刀具的初始加工条件，并对所述电机进行测量，以获取所述电机的第一电流值；

b)将所述多个工件中正在被所述切削刀具进行切削的一个工件作为当前工件，在对所述当前工件进行切削之前，获取所述切削刀具对所述当前工件进行切削的实际加工条件，并且在所述切削刀具对所述当前工件进行切削期间，对所述电机进行测量，获取所述电机的多个电流值，以固定的采样周期对所述多个电流值进行采样，获得多个采样电流值；