[发明专利]监测刀具破损装置

说明书

技术领域：

本发明属于设备监测领域，尤其涉及一种通过压力传感器来监测刀具破损的监测刀具破损装置。

背景技术：

测量刀具破损的手段有以刀具磨损、破损面大小来衡量的直接测量法和通过测量与刀具磨损、破损状态密切相关信号的间接测量法，转换信号包括机械、气动、电磁、光学、声学等多方面的物理量；监测方式有在加工中连续监测的在线实时法和在加工间隙中非连续监测的在线非实时法；针对的加工过程涉及到车削、钻、磨削等不同的加工形式；在信号处理方面，有时域和频域分析方法等。

在一次装夹工件的情况下，机床要自动完成铣端面、钻孔、攻螺纹、铰孔、镗孔等工序，如果刀具磨损、破损没有检测，轻则损坏刀具、造成废品、重则损坏机床。比如：钻头断在工件里了，没有检测，就攻螺纹，势必将丝锥打断。如果铰刀磨损了，没有检测，所加工的工件尺寸就都小了，造成废品。如果刀具在特殊情况下，突然断裂，没有检测，机床继续进给，机床的进给系统就会损坏等等。

在机械加工领域的各类机床上，加工过程中的刀具磨损、损坏是不可避免的，现在在普通的设备上加工，刀具的磨损是靠操作者经验来判断进行刃磨或更换，这种办法目前还在采用，它的缺点是缺乏先进性，人的经验起决定性作用，有时不可避免地会出现差错，造成废品或损坏机床。

目前在国内的卧式或立式加工中心对刀具破损也没有采取有效的措施。

发明内容：

本发明目的在于提供一种可通过感应刀具切削力的变化自动控制机床动作的监测刀具破损装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括传感器，其结构要点为传感器设置在丝杠螺母与滑板接触端之间，所述丝杠螺母设置在与之对应的滚珠丝杠上，滚珠丝杠与电机连接，丝杠上固定有双层滑鞍，滑鞍上固定有滑板，滑板上固定有主轴，主轴上固定有刀具；所述传感器与机床数控系统连接。

作为一种优选方案，本发明所述传感器采用德国SANtec公司生产的JQK-8001-21001传感器。

本发明有益效果：

1、提高刀具的利用率，降低成本。

以钻头为例，在未安装本发明前，一个钻头磨损很严重时才刃磨，要磨掉很多的材料，有时就报废了，安装了本发明以后，只要钻头磨损到了不能正常工作了，就及时刃磨，刃磨后还能加工，这样反复多次，提高了刀具的利用率，降低成本。

2、保证加工精度，提高产品质量。

以铰刀为例，在未安装本发明前，铰刀磨损后，开始是铰孔的粗糙度降低，继而是尺寸变小，如不更换铰刀，质量下降或造成废品，安装了本发明以后，铰刀一旦磨损，切削力增大，及时更换铰刀，保证加工精度，提高产品质量。

3、避免刀具突然断裂时，给机床造成损坏。

以攻螺纹为例，攻螺纹时，由于进给量大，进给速度快，如果丝锥损坏或扭断。此时切削力很大，如不停止，将会损坏机床的进给系统，安装了本发明以后，它就会立即停机，保护机床不损坏。

本发明除了提高刀具的利用率，降低成本，保证加工精度，提高产品质量，避免刀具突然断裂时，给机床造成损坏，也大大地提高了机床的稳定性和可靠性。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明结构示意图；

1为电机，2为传感器，3为丝杠螺母，4为滑板，5为滚珠丝杠，6为主轴，7为刀具。

具体实施方式：

如图1所示，本发明包括传感器2，传感器2设置在丝杠螺母3与滑板4接触端之间，所述丝杠螺母3设置在与之对应的滚珠丝杠5上，滚珠丝杠5与电机1连接，丝杠5上固定有双层滑鞍，滑鞍上固定有滑板4，滑板4上固定有主轴6，主轴6上固定有刀具7；所述传感器2与机床数控系统连接。

所述传感器2采用德国SANtec公司生产的JQK-8001-21001传感器。

如图1所示，滚珠丝杠5通过电机1驱动，带动双层滑鞍及滑鞍上组件，往复运动，实现加工时的快进及工进。在加工中刀具磨损、断裂、破损时产生的切削力、主要的切削力是作用在丝杠5上，所以在丝杠螺母3与滑板4接触端安装上德国SANtec公司的生产的传感器2来监测钻削时等工序的轴向力的变化，一旦刀具7磨损了，切削力发生了变化，当轴向力变化到刀具7磨损到一定时的某数值时，传感器2发出报警，传感器2装在丝杠螺母3与滑板4接合端，当加工时轴向力增大，表明加工中刀具7出现了不正常的情况，传感器2发出信号，工作将立即停止，避免了刀具7断裂，此时可以更换刀具7。发信号的力的大小是根据工况调整的。控制是由机床的数控系统实现的。