[发明专利]一种旋转刀具失效状态在机监测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种旋转刀具失效状态在机监测系统，其特征在于，包括：检测仪、数据处理控制器、刀具数据服务器以及霍尔电流传感器；

所述检测仪和所述数据处理控制器通过信号线缆连接；所述数据处理控制器还分别与CNC控制器、所述刀具数据服务器以及所述霍尔电流传感器相连接；所述霍尔电流传感器用于检测主轴电流信号；所述检测仪内设有远心镜头以及背光光源，利用所述远心镜头以及所述背光光源对刀具进行平行投影成像，在刀具旋转过程中获取刀具图像序列，所述刀具图像序列用于显示刀具尺寸的变化趋势；所述刀具尺寸包括刀具直径和刀具长度；所述数据处理控制器根据所述刀具图像序列以及所述主轴电流信号监测刀具失效状态；所述刀具失效状态包括刀具磨损状态、破损状态、崩刃状态以及折断状态。

2.根据权利要求1所述的旋转刀具失效状态在机监测系统，其特征在于，所述检测仪具体包括：防护壳体、相机模组、远心镜头、45度反射镜、窗口镜、气动柱塞以及光纤传感器；

所述光纤传感器包括光纤传感器发射端以及光纤传感器接收端；所述防护壳体为凹型防护壳体；所述凹型防护壳体的第一侧腔内设有相机模组、远心镜头、45度反射镜、窗口镜、气动柱塞以及所述光纤传感器发射端；所述防护壳体的第二侧腔内设有所述光纤传感器接收端；所述光纤传感器发射端与所述光纤传感器接收端以所述刀具为中心对称设置；所述背光光源设于所述第二侧腔内，所述背光光源用于在成像时提供均匀的背景照明，形成明暗对比良好的刀具图像；

所述远心镜头设于所述相机模组的镜头接口上，所述远心镜头的轴线与所述刀具的轴线平行；所述相机模组以及所述远心镜头用于获取旋转刀具的平行投影图像；所述45度反射镜设于所述远心镜头的上部；所述45度反射镜用于对成像光路进行90度转向；所述窗口镜设于所述45度反射镜的反射端；所述窗口镜用于对所述相机模组、所述远心镜头以及所述45度反射镜进行密封；所述气动柱塞与所述窗口镜在同一成像光路上，所述气动柱塞的轴线与窗口镜平面的法向垂直，所述气动柱塞用于控制所述相机模组采集刀具图像以及防护所述成像光路。

3.根据权利要求2所述的旋转刀具失效状态在机监测系统，其特征在于，所述窗口镜和所述气动柱塞之间的成像光路中通有高压气体，形成对所述窗口镜和所述气动柱塞之间成像光路的正压防护。

4.根据权利要求2所述的旋转刀具失效状态在机监测系统，其特征在于，所述光纤传感器发射端与所述光纤传感器接收端的连线与所述刀具的轴线垂直。

5.根据权利要求2所述的旋转刀具失效状态在机监测系统，其特征在于，所述检测仪还包括：清洁喷嘴；

所述清洁喷嘴设于所述凹型防护壳体的凹槽区域的表面；所述刀具与所述清洁喷嘴相对应；所述清洁喷嘴用于在成像前对所述刀具进行清洁，去除所述刀具上残留的切屑和切削液。

6.根据权利要求5所述的旋转刀具失效状态在机监测系统，其特征在于，所述凹槽区域内设有气动防护门。

7.根据权利要求5所述的旋转刀具失效状态在机监测系统，其特征在于，所述数据处理控制器具体包括：计算模块、光源控制模块以及气路控制模块；

所述计算模块、所述光源控制模块和所述气路控制模块通过所述信号线缆依次连接；所述计算模块的还与所述CNC控制器相连接；所述计算模块以及所述光源控制模块还分别与所述信号线缆相连接；所述计算模块通过车间局域网与所述刀具数据服务器相连接；所述计算模块还与所述霍尔电流传感器相连接，所述计算模块用于控制所述霍尔电流传感器采所述集主轴电流信号。

8.根据权利要求7所述的旋转刀具失效状态在机监测系统，其特征在于，还包括：清洁气管、柱塞气管以及正压防护气管；

所述清洁气管用于连接所述清洁喷嘴以及所述气路控制模块；

所述柱塞气管用于连接所述气动柱塞以及所述气路控制模块；

所述正压防护气管用于连接所述成像光路中的高压气体以及所述气路控制模块。