基于工业物联网的数控加工刀具智能监测方法和系统与流程

本说明书涉及数控加工领域，特别涉及基于工业物联网的数控加工刀具智能监测方法和系统。

背景技术：

1、刀具磨损是机械加工中的常见现象，刀具磨损会降低工件加工精度、劣化工件表面粗糙度、减少设备使用寿命、产生车削热、增加停机时间、直接降低生产效率和收益。为了避免因刀具磨损而造成损失，目前工厂大多根据加工经验和刀具平均寿命来替换刀具，常会导致刀具已经磨损但未被换下或磨损并不严重却被换下，这种方法并不能有效解决刀具磨损造成的机械加工问题。因此对刀具磨损状态的监测得十分必要，特别是随着现代全自动制造系统的逐渐普及，刀具自动监控成为必然趋势。

2、鉴于此，有必要提供基于工业物联网的数控加工刀具智能监测方法及系统，以更好地监测数控机床的刀具的状态。

技术实现思路

1、为更好地监测数控机床的道具状态，及时更换刀具，本发明提供一种基于工业物联网的数控加工刀具智能监测方法。

2、
技术实现要素：
包括一种基于工业物联网的数控加工刀具智能监测方法，其特征在于，由基于工业物联网的数控加工刀具智能监测系统的工业物联网管理平台执行；所述工业物联网管理平台被配置在处理器中，通过传感网络平台与感知控制平台通信连接；所述传感网络平台被配置在通信装置上；所述感知控制平台被配置在所述数控机床的主机中，所述感知控制平台被配置为控制摄像头和机床监控装置的运行；所述方法包括：基于刀具图像获取刀具表观信息，并将所述表观信息存储到所述工业物联网管理平台的数据中心中；所述刀具图像通过所述摄像头，在预设采集时间获取；所述预设采集时间包括所述刀具处于停止状态的时间；响应于所述刀具处于运转状态，基于所述机床监控装置，获取所述刀具和所述数控机床在多个时间点的运行状态信息，并将所述运行状态信息通过所述通信装置，发送至所述工业物联网管理平台的所述数据中心中；向所述感知控制平台发出影像采集指令，以控制所述摄像头以预设频率，采集至少一个加工阶段的工件图像，并基于所述工件图像确定工件信息；所述至少一个加工阶段基于所述刀具的运行轨迹确定；对所述工件信息进行处理，生成所述至少一个加工阶段对应的加工质量信息，并将所述加工质量信息存储到所述工业物联网管理平台的所述数据中心中；从所述数据中心中调取所述表观信息、所述运行状态信息和所述加工质量信息，并生成刀具磨损信息；根据刀具磨损信息，通过机床预警装置和/或交互屏发出警报，提示所述刀具的磨损情况；根据所述刀具磨损信息确定待更换刀具；控制刀具更换组件从备用刀具盒中夹取备用刀具；发出转速调整指令和/或频率调整指令；所述转速调整指令用于控制刀具固定组件的转速，以调整所述待更换刀具的加工强度；所述频率调整指令用于调整所述摄像头的采集频率。

3、发明内容还包括一种基于工业物联网的数控加工刀具智能监测系统，其特征在于，所述系统包括工业物联网管理平台、传感网络平台和感知控制平台；所述工业物联网管理平台被配置在处理器中，通过所述传感网络平台与所述感知控制平台通信连接；所述传感网络平台被配置在通信装置上；所述感知控制平台被配置在所述数控机床的主机中，所述感知控制平台被配置为控制摄像头和机床监控装置的运行；所述工业物联网管理平台被配置为：基于刀具图像获取刀具表观信息，并将所述表观信息存储到所述工业物联网管理平台的数据中心中；所述刀具图像通过所述摄像头，在预设采集时间获取；所述预设采集时间包括刀具处于停止状态的时间；响应于所述刀具处于运转状态，基于所述机床监控装置，获取所述刀具和所述数控机床的运行状态信息，并将所述运行状态信息通过所述通信装置，发送至所述数据中心中；向所述感知控制平台发出影像采集指令，以控制所述摄像头以预设频率，采集工件图像，并基于所述工件图像确定工件信息；对所述工件信息进行处理，生成加工质量信息，并将所述加工质量信息通过所述通信装置，存储到所述数据中心中；从所述数据中心中调取所述表观信息、所述运行状态信息和所述加工质量信息，并生成刀具磨损信息；根据刀具磨损信息，通过机床预警装置和/或交互屏发出警报，提示所述刀具的磨损情况；根据所述刀具磨损信息确定待更换刀具；控制刀具更换组件从备用刀具盒中夹取备用刀具；以及，发出转速调整指令和/或频率调整指令；所述转速调整指令用于控制刀具固定组件的转速，以调整所述待更换刀具的加工加强度；所述频率调整指令用于调整所述摄像头的采集频率。

4、通过上述方法和系统，能够更精准的确定刀具更换时机，减小因过早更换或刀具损坏导致的浪费，而更好地保证数控机床的生产效率；及时确定待更换刀具、调整待更换刀具在更换前的加工强度，能够更好地避免刀具因使用寿命耗尽而突然断裂、失效带来的安全风险，保证生产安全；及时更换磨损的刀具，可以避免刀具磨损严重对工件质量的影响，确保加工度，从而提高产品质量。

技术特征：

1.基于工业物联网的数控加工刀具智能监测方法，其特征在于，由基于工业物联网的数控加工刀具智能监测系统的工业物联网管理平台执行；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述工件信息进行处理，生成加工质量信息，包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述刀具和所述数控机床的运行状态信息，包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述刀具磨损信息确定待更换刀具，包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述刀具的所述剩余寿命序列还与所述刀具在至少一个时间段的磨损程度相关。

6.基于工业物联网的数控加工刀具智能监测系统，其特征在于，所述系统包括工业物联网管理平台、传感网络平台和感知控制平台；

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述工业物联网管理平台包括生产工艺管理分平台、数据中心和设备管理分平台。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述工业物联网管理平台进一步被配置为：

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述工业物联网管理平台进一步被配置为：

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述工业物联网管理平台进一步被配置为：

技术总结
本发明提供一种基于工业物联网的数控加工刀具智能监测方法和系统，该方法包括：基于刀具图像获取刀具的表观信息；获取刀具和数控机床在多个时间点的运行状态信息；采集至少一个加工阶段的工件图像，并基于工件图像确定工件信息；对工件信息进行处理，生成加工质量信息；调取表观信息、运行状态信息和刀具加工信息，并生成刀具磨损信息；根据刀具磨损信息，发出警报；根据刀具磨损信息确定待更换刀具；以及，发出转速调整指令和/或频率调整指令。通过上述方法，能够更精准的确定刀具更换时机，减小因过早更换或刀具损坏导致的浪费，更好地避免刀具因使用寿命耗尽而突然断裂、失效带来的安全风险，保证生产安全及产品质量。

技术研发人员：邵汉舒
受保护的技术使用者：成都秦川物联网科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5