[发明专利]机床刀具实时监测并自动换备刀方法以及机床刀具实时监测系统

权利要求书

1.一种机床刀具实时监测系统，其特征在于，包括电流传感器、监测设备、信号转换模块；

所述监测设备包括主控装置、操作与显示装置、通信模块；

电流传感器与主控装置连接，主控装置通过信号转换模块与机床通信，主控装置通过通信模块与上位机通信；操作与显示装置连接主控装置；

三个电流传感器采集机床主轴的三相电流信号并转化相应的电压信号后，发送至主控装置，主控装置一方面将监测得到的电压信号发送给上位机，另一方面主控装置使用机床刀具实时监测方法通过得到的电压信号判断刀具的状态，并在刀具断刀状态时向机床发送断刀信号；

机床刀具实时监测方法包括：

通过电流传感器实时采集机床主轴三相电流信号并转化相应的电压信号；

然后将电流传感器输出的电压信号经过RMS处理，之后通过窗口均值函数，取一定的窗口大小得到每一窗口对应的均值，之后，进一步通过中值滤波滤除噪声，平滑信号；

最终得到随刀具加工时的代表机床主轴控制电流的周期信号；通过比对该周期信号的峰峰值，判断刀具的状态，当发生刀具断刀状态，则向机床发送断刀信号；

该周期信号的峰峰值小于设定阈值时，即判断为刀具断刀状态。

2.如权利要求1所述的机床刀具实时监测系统，其特征在于，

监测设备还包括主控从属装置；

主控装置将监测得到的电压信号发送给主控从属装置，由主控从属装置使用机床刀具实时监测方法通过得到的电压信号判断刀具的状态，将刀具的状态反馈至主控装置，主控装置在刀具断刀状态时向机床发送断刀信号。

3.一种机床刀具实时监测并自动换备刀方法，适用于如权利要求1所述的机床刀具实时监测系统，其特征在于，包括：

通过电流传感器实时采集机床主轴三相电流信号并转化相应的电压信号；

然后将电流传感器输出的电压信号经过RMS处理，之后通过窗口均值函数，取一定的窗口大小得到每一窗口对应的均值，之后，进一步通过中值滤波滤除噪声，平滑信号；

最终得到随刀具加工时的代表机床主轴控制电流的周期信号；通过比对该周期信号的峰峰值，判断刀具的状态，当发生刀具断刀状态，则向机床发送断刀信号；

当机床收到监测设备提供的断刀信号时，机床停止加工程序，并跳转到换刀程序，通过事先存入机床内的刀库备刀判断程序判断使用哪把备用刀具，并在换刀结束后调取对刀宏程序，对刀具进行测量，确定刀具完整后继续进行正常加工，如对刀仪测得刀具长度与刀具事先存入刀库时测的长度不符，则说明刀具已经破损，机床报警并停止加工；

该周期信号的峰峰值小于设定阈值时，即判断为刀具断刀状态。