[发明专利]一种用于数控机床刀具状态检测的方法和装置

说明书

本发明提供一种用于数控机床刀具状态检测的方法和装置，所述方法包括：实时采集数控机床刀具加工过程中的异常振动信号；获取同类型机床刀具的历史磨损状况数据；初步判断刀具磨损状况；当初步判断所述刀具磨损状况大于预设范围后，发出机床停工指令，将刀具转移至指定位置；对所述刀具进行图像采集；从数据库中调取同类型标准刀具的基准图像；精确判断刀具磨损状况，实现对数控机床刀具的状态检测；根据状态检测结果，分别发出不同等级的通知。本发明可以实现数控机床刀具状态的精确检测。

技术领域

本发明涉及机床刀具状态检测领域，具体涉及一种用于数控机床刀具状态检测的方法和装置。

背景技术

随着制造业的飞速发展，数控加工技术不断进步并且广泛应用到现代化加工制造中，数控加工技术的应用大大提高了生产效率、产品加工质量并且减轻工人工作负担，大大推进了制造业的发展。

刀具作为数控加工的直接执行件，其磨损状态会直接影响加工产品质量和机床运转性能，而且，在复杂的加工环境下，刀具的磨损是不可避免的。在加工过程中，数控机床加工刀具会随着加工过程发生不同程度的损坏，影响加工效率。因此，及时检测出刀具断损情况，可减少后续零件的报废率，降低机床的损耗，保证机床的加工效率。

现有的检测方法主要分为间接检测和直接检测两种，其中间接检测对加工后的零件进行检测，在专利CN109540919A中，通过采用一级升降装置对零件进行检测，然后通过左右两边的光电装置以及固定装置检测装置实现对零件的左右两侧的检测，然后在工作台下方设置一个光电检测装置，对零件底部进行检测，从而判断是否出现磨损，这是一种间接的方式，这种方法不仅整个设备的成本比较高，而且需要针对不同类型的加工零件做不同的判断方法处理，整个设备的可使用范围比较狭窄。另一种直接检测的方法直接对刀具进行拍摄，判断刀具是否出现磨损，CN109500657A专利中，首先通过设定的阈值获取对应的加工刀具的图像，通过将图像进行灰度化，得到对应的二值图像，进行形态学处理后，提取二值图像的轮廓，计算提取后的轮廓与标定的正常刀具的面积比，判断其与预设阈值之间的关系，实现对刀具的检测。该方法需要预先标定正常刀具的面积作为参考值，在对图片上的整个刀具面积进行标定时，人工标定误差的影响比较大，另外，在提取轮廓时，受光照和背景影响比较大，泛化能力较弱，当刀具种类较多时容错率较小，准确度较低。

因此，提出一种准确度高、图像标定准确的数控机床刀具状态检测方法和装置是亟需解决的问题。

发明内容

针对本领域数控机床刀具磨损状态检测的技术缺陷，本发明提供了一种用于数控机床刀具状态检测的方法，包括：

步骤1，实时采集数控机床刀具加工过程中的异常振动信号；

步骤2：根据所述刀具的参数信息，获取同类型机床刀具的历史磨损状况数据；

步骤3，对所述异常振动信号进行检测，结合所述历史磨损状况数据，初步判断刀具磨损状况；

步骤4，当初步判断所述刀具磨损状况大于预设范围后，发出机床停工指令，将刀具转移至指定位置；

步骤5，对所述刀具进行图像采集，生成所述刀具的识别图像；

步骤6，根据所述刀具的参数信息，从数据库中调取同类型标准刀具的基准图像；

步骤7，对所述基准图像和所述识别图像进行图像预处理；

步骤8，根据所述基准图像和所述识别图像，精确判断刀具磨损状况，实现对数控机床刀具的状态检测；

步骤9，根据状态检测结果，分别发出不同等级的通知。

以及一种用于数控机床刀具状态检测的装置，包括：

信号采集单元，用于实时采集数控机床刀具加工过程中的异常振动信号；