[发明专利]用于数控机床的断刀检测的方法

说明书

本公开内容涉及数控机床的断刀检测的方法，包括：获取所述数控机床的第一刀具的特征向量，其中，所述特征向量能够描述所述第一刀具的状态；将所述特征向量输入经过训练的模型以获得所述模型对所述特征向量处理后的第一处理结果，其中，所述模型经过训练以能够确定特征向量与刀具状态之间的关系；以及根据所述第一处理结果，确定所述第一刀具为断刀状态或者非断刀状态。

技术领域

本发明总体上涉及数控机床领域，并且特别涉及用于数控机床的断刀检测的方法和装置。

背景技术

数控机床加工过程中，刀具断裂直接影响加工零件的直通率，如未及时发现并更换新刀具，可能进一步造成后续工序的刀具断裂，生产出大量不合格产品，浪费资源，降低加工效率，甚至可能会对机床本体造成一定程度的破坏。

目前，主要的数控机床断刀检测的技术有两种。一种是直接识别刀刃外观、表面品质或几何形状变化进行刀具状态判断，称为直接法。例如CN204405002U公开了一种便携式CNC铣床刀具检测仪，其包括支架装置、刀具成像系统和图像分析系统。该检测仪通过刀具成像系统成像，图像分析系统分析铣床刀具的图像和显示铣床刀具的参数，实现铣床刀具的在线检测和预调。另一种是通过外接设备采集数控加工过程中能够反映刀具状态的信号(如切削力信号、切削温度信号、声发射信号、功率信号、振动信号、电流信号、主轴转速等)进行断刀检测，称为间接法。例如CN104786265A公开了一种用于钻床刀具的感应式微电流断刀检测电路，其检测原理是：将由磁环线圈组成的信号发射电路和信号感应电路套在主轴外用螺丝固定在主轴座上，激励信号产生电路输出固定频率的振荡信号到发射线圈，当刀具钻到工件时感应线圈会产生感应电流，感应信号经处理后输出一个检测信号，同时触发运动控制卡记录当前位置。当设备正常运行时，每钻一个孔，检测回路就会有一个检测信号输出，同时PC机把当前位置及其平均值进行实时对比，从而判断出钻头是否断掉。再如CN203658795U公开了一种基于加速度感应器的断刀检测装置，用于检测印刷线路板数控钻床的钻刀是否折断，其检测原理是：当数控钻床的钻刀钻到工件时会产生微振，固定在主轴轴承外壳上的三轴加速度感应器检测钻床的XY轴在不同位置时主轴钻孔的微振深度，触发运动控制卡记录位置信息，PIC单片机分析主轴的钻孔微振深度，从而检测在钻孔过程中钻刀是否折断。

综上所述，目前主要的断刀检测技术基本是依赖外接传感器装置获取的刀具几何或状态数据进行断刀检测。这样的技术存在以下不足：需要安装外接传感器装置(包括图像采集设备)，操作复杂，增加了劳动力和技术成本；外接传感器的放置位置极易受人为因素影响，尤其在恶劣的工业环境下，刀具几何或状态数据和检测结果的可信度无法保证；在线检测实时性差。

发明内容

总体上，本发明的实施例提出一种用于数控机床的断刀检测的技术方案。

在一个方面，本发明的实施例提供(1)一种用于数控机床的断刀检测的方法，包括：获取所述数控机床的第一刀具的特征向量，其中，所述特征向量能够描述所述第一刀具的状态且提取自所述数控机床的数控系统内部数据；将所述特征向量输入经过训练的模型以获得所述模型对所述特征向量处理后的第一处理结果，其中，所述模型经过训练以能够确定特征向量与刀具状态之间的关系；以及根据所述第一处理结果，确定所述第一刀具为断刀状态或者非断刀状态。

(2)根据(1)所述的方法，其中，所述获取所述数控机床的第一刀具的特征向量，包括：根据所述第一刀具的刀具号获取所述第一刀具对应的运行状态数据，其中，所述运行状态数据用于描述所述数控机床的运行状态且属于所述数控系统内部数据；以及从所述第一刀具对应的所述运行状态数据提取所述第一刀具的特征向量。

(3)根据(2)所述的方法，其中，所述运行状态数据包括主轴电流和主轴功率中的至少一个。