一种数控机床刀具监测保护装置及其监测系统的制作方法

本发明涉及数控机床刀具监测，具体为一种数控机床刀具监测保护装置及其监测系统。

背景技术：

1、机床是指制造机器和机械的机器，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用，车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床，在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工，车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。

2、但现有技术中，数控机床在进行加工过程，出现撞机时不能及时发现并停止机床动作，从而导致刀具断刀无法及时发现，造成批量报废或返工，采用人员频繁点检，耗时长，浪费人力成本，而且大部分伤害不是由碰撞本身造成的，而是由碰撞发生后瞬间持续的压力状态引起的，从碰撞发生到停止之间间隔的时间越长，则损害越大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种数控机床刀具监测保护装置及其监测系统，以解决上述背景技术提出的出现撞机时不能及时发现并停止机床动作，从而导致刀具断刀无法及时发现的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控机床刀具监测保护装置，包括顶板，所述顶板底部两侧均固定连接有气缸，所述顶板底部中央转动连接有主轴，所述顶板底部安装有监测机构；

3、所述监测机构包括固定环和安装板，所述安装板底部固定连接有四个限位架，所述限位架内侧滑动连接有挤压杆，所述挤压杆一端固定连接有锁定块，且所述挤压杆另一端固定连接有活动球，所述固定环顶部固定连接有挤压环，所述活动球一端与挤压环内壁抵接，所述限位架和活动球之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧套接在挤压杆外表面，所述固定环顶部固定连接有四根滑杆，所述滑杆顶端与安装板滑动连接，所述安装板和固定环之间安装有第一弹簧，所述第一弹簧套接在滑杆外表面。

4、优选的，所述限位架底部固定连接有内环，所述内环内侧安装有四个监测件，所述主轴位于固定环内侧，所述固定环底端外表面固定连接有升降板，所述气缸底端与升降板固定连接。

5、优选的，所述安装板顶部固定连接有四根固定杆，所述固定杆顶端与顶板底部固定连接。

6、优选的，所述监测件包括固定套，所述固定套一端与固定环内壁固定连接，所述固定套内腔滑动连接有限位板。

7、优选的，所述限位板一端固定连接有活动杆，所述活动杆一端固定连接有监测球体。

8、优选的，所述固定套内腔安装有第三弹簧，所述第三弹簧一端与限位板固定连接，所述监测球体一端与主轴外壁抵接。

9、一种数控机床刀具监测系统，包括数据采集模块、刀具状态监测模块、数据库模块和寿命管理模块，所述数据采集模块内部设置有电流监测模块和传感器模块；所述刀具状态监测模块内部设置有数据处理模块和数据模拟模块；所述数据库模块内部设置有刀具分类模块；所述寿命管理模块内部设置有预测模块和反馈模块。

10、优选的，所述数据采集模块一侧信号连接有信号转换模块，所述信号转换模块与刀具状态监测模块信号连接。

11、优选的，所述刀具状态监测模块与数据库模块信号连接，所述刀具状态监测模块与寿命管理模块信号连接。

12、优选的，所述寿命管理模块与数据库模块信号连接，且所述寿命管理模块一侧信号连接有报警模块。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、本发明中，气缸接收信号迅速启动，驱动升降板与固定环同步移动，挤压环通过活动球精确传递力量至挤压杆，活动球光滑弹性，减少摩擦损耗，挤压杆在限位架引导下稳定滑动，带动锁定块多点锁定主轴，迅速制止旋转，防止碰撞发生到停止之间间隔的时间较长，导致刀具断裂，第一弹簧储存能量于压缩过程，晃动停止时释放能量自动复位固定环，简化操作，提升自动化，弹簧选用注重弹性、耐久与稳定，确保长期有效复位。

15、2、本发明中，监测球体用耐磨、耐腐蚀弹性材料制成，直接接触主轴，捕捉其轻微晃动，接触点设计敏感，响应非预期运动，触发监测，活动杆连接球体与监测系统，一端紧密连球体，另一端在固定套内滑动，转化位移为线性运动，传递至监测设备，第三弹簧与限位板组合成复位系统，球体受冲击时，活动杆滑动挤压弹簧储能，外力消失后弹簧释放能量，推动杆与球体复位，此机制确保监测系统持续可靠，及时准确监测主轴晃动。

16、3、本发明中，电流监测模块实时捕捉主轴电流变化，预警刀具状态，传感器模块集成多传感器监测主轴及刀具运转，分析振动、温度和位移数据，信号转换模块将原始信号转为数字信号，确保数据准确，数据处理模块深度分析数据，识别异常并评估刀具状态，数据模拟模块预测刀具磨损和使用寿命，数据库模块高效管理海量数据，支持分类存储和跨时分析，预测模块结合模拟与历史数据预测刀具寿命，反馈模块实时传递监测与预测结果，报警模块在刀具状态异常时触发报警，确保快速响应，整体系统提升生产安全与效率。

技术特征：

1.一种数控机床刀具监测保护装置，包括顶板（1），所述顶板（1）底部两侧均固定连接有气缸（2），所述顶板（1）底部中央转动连接有主轴（3），其特征在于：所述顶板（1）底部安装有监测机构（5）；

2.根据权利要求1所述的一种数控机床刀具监测保护装置，其特征在于：所述限位架（541）底部固定连接有内环（53），所述内环（53）内侧安装有四个监测件（58），所述主轴（3）位于固定环（51）内侧，所述固定环（51）底端外表面固定连接有升降板（4），所述气缸（2）底端与升降板（4）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种数控机床刀具监测保护装置，其特征在于：所述安装板（54）顶部固定连接有四根固定杆（542），所述固定杆（542）顶端与顶板（1）底部固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种数控机床刀具监测保护装置，其特征在于：所述监测件（58）包括固定套（581），所述固定套（581）一端与固定环（51）内壁固定连接，所述固定套（581）内腔滑动连接有限位板（585）。

5.根据权利要求4所述的一种数控机床刀具监测保护装置，其特征在于：所述限位板（585）一端固定连接有活动杆（582），所述活动杆（582）一端固定连接有监测球体（583）。

6.根据权利要求5所述的一种数控机床刀具监测保护装置，其特征在于：所述固定套（581）内腔安装有第三弹簧（584），所述第三弹簧（584）一端与限位板（585）固定连接，所述监测球体（583）一端与主轴（3）外壁抵接。

7.一种数控机床刀具监测系统，其特征在于，使用了上述权利要求1-6中任一项所述的一种数控机床刀具监测保护装置，包括数据采集模块（6）、刀具状态监测模块（7）、数据库模块（8）和寿命管理模块（9），所述数据采集模块（6）内部设置有电流监测模块（61）和传感器模块（62）；所述刀具状态监测模块（7）内部设置有数据处理模块（71）和数据模拟模块（72）；所述数据库模块（8）内部设置有刀具分类模块（81）；所述寿命管理模块（9）内部设置有预测模块（91）和反馈模块（92）。

8.根据权利要求7所述的一种数控机床刀具监测系统，其特征在于：所述数据采集模块（6）一侧信号连接有信号转换模块（63），所述信号转换模块（63）与刀具状态监测模块（7）信号连接。

9.根据权利要求8所述的一种数控机床刀具监测系统，其特征在于：所述刀具状态监测模块（7）与数据库模块（8）信号连接，所述刀具状态监测模块（7）与寿命管理模块（9）信号连接。

10.根据权利要求9所述的一种数控机床刀具监测系统，其特征在于：所述寿命管理模块（9）与数据库模块（8）信号连接，且所述寿命管理模块（9）一侧信号连接有报警模块（93）。

技术总结本发明公开了一种数控机床刀具监测保护装置及其监测系统，涉及数控机床刀具监测领域，包括顶板，所述顶板底部两侧均固定连接有气缸，所述顶板底部中央转动连接有主轴，所述顶板底部安装有监测机构。本发明，气缸接收信号迅速启动，驱动升降板与固定环同步移动，挤压环通过活动球精确传递力量至挤压杆，活动球光滑弹性，减少摩擦损耗，挤压杆在限位架引导下稳定滑动，带动锁定块多点锁定主轴，迅速制止旋转，防止碰撞发生到停止之间间隔的时间较长，导致刀具断裂，第一弹簧储存能量于压缩过程，晃动停止时释放能量自动复位固定环，简化操作，提升自动化，弹簧选用注重弹性、耐久与稳定，确保长期有效复位。技术研发人员：尚德宽,高兵受保护的技术使用者：巢湖宜安云海科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14