1.本发明涉及立式加工中心技术领域，具体为一种立式加工中心刀具破损检测装置及其检测方法。
背景技术：
2.立式加工中心是指主轴为垂直状态的加工中心，其结构形式多为固定立柱，工作台为长方形，无分度回转功能，适合加工盘、套、板类零件，它一般具有三个直线运动坐标轴，并可在工作台上安装一个沿水平轴旋转的回转台，用以加工螺旋线类零件；
3.公开号为cn113211190b的中国专利公开了一种数控加工中心刀具破损磨损在线检测装置，伺服电机经减速器带动旋转盘旋转，线状激光指示器射出的平面状激光束照射在刀具上，在刀具外周及端面产生围绕刀具旋转的线状光斑；非同轴设置的线阵ccd相机拍摄刀具，得到线状激光指示器投射在刀具外周及端面非连续曲线和直线的移动光斑；将重复出现的非连续曲线和直线移动光斑的动态图像同步重叠，逐帧判别重叠光斑是否存在局部重叠误差，实现刀具的破损磨损检测。
4.上述专利中，刀具在切削加工的过程中，刀刃表面会粘附一些工件的废屑，如果不及时的清理，在对刀具进行检测时就会影响到画面信息的精度，进而出现误判的情况；因此，不满足现有的需求，对此提出了一种立式加工中心刀具破损检测装置及其检测方法。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供一种立式加工中心刀具破损检测装置及其检测方法，利用气泵将高压气体通过u形气管输送到喷气阀嘴处，再利用喷气阀嘴将高压气体喷射出来，对刀具表面的废屑进行清理，将残留在刀刃上的废屑吹出，这样可以避免在检测的过程中废屑的残留导致检测数据出现误差的情况，可以解决现有技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种立式加工中心刀具破损检测装置，包括金属加工舱和机床主体，所述金属加工舱设置在机床主体的上方，金属加工舱的外表面设置有金属箱门，所述金属箱门的一侧设置有操作机箱，金属箱门的另一侧设置有置物台架，所述金属加工舱的顶部设置有排风顶窗，排风顶窗延伸至金属加工舱的内部，所述排风顶窗的一侧设置有立式加工轴，立式加工轴的一侧设置有驱动机箱，所述驱动机箱的一侧设置有电源线箱，电源线箱与驱动机箱电性连接。
7.优选的，所述立式加工轴的底部设置有工作支轴，工作支轴与立式加工轴通过螺连接，所述工作支轴的一侧设置有气压清理套件，工作支轴的另一侧设置有刀具检测轴臂。
8.优选的，所述工作支轴的左右两侧均设置有导轨挂架，导轨挂架的下方设置有升降导轨，所述工作支轴通过升降导轨与驱动机箱滑动连接，所述升降导轨的外表面设置有套轨，套轨与升降导轨通过螺钉连接。
9.优选的，所述刀具检测轴臂的中段设置有液压伸缩臂，具检测轴臂通过液压伸缩臂与立式加工轴伸缩连接，所述刀具检测轴臂与液压伸缩臂之间设置有旋转夹套，刀具检
测轴臂通过旋转夹套与液压伸缩臂转动连接。
10.优选的，所述刀具检测轴臂的两端均设置有刀具环槽，刀具环槽的一侧设置有视觉模组，所述视觉模组下方的两侧均设置有红外光栅，红外光栅的下方设置有led光源。
11.优选的，所述工作支轴的底部设置有刀具合轴，刀具合轴的外侧设置有u形气管，所述气压清理套件包括u形气管和总控阀，总控阀与u形气管通过软管连接，所述总控阀和u形气管均通过支架与工作支轴连接。
12.优选的，所述u形气管的外表面均设置有喷气阀嘴，喷气阀嘴通过转接气阀与u形气管转动连接。
13.优选的，所述刀具合轴包括旋转连轴和座轴，旋转连轴与座轴转动连接，所述座轴的内部设置有电机连轴，电机连轴与旋转连轴通过法兰连接。
14.优选的，所述座轴与工作支轴通过螺栓连接，所述旋转连轴的内部设置有刀体套具，刀体套具与旋转连轴通过螺栓连接。
15.一种立式加工中心刀具破损检测装置的检测方法，包括如下步骤：
16.步骤一：切削用的刀具结构先装入到刀体套具中，随后将装有刀具的刀体套具安装到旋转连轴内部的卡槽中，并通过螺栓进行固定，加工时，通过工作支轴配合升降导轨来实现刀具的升降操作；
17.步骤二：在长时间工作后，控制工作支轴下降至指定高度，之后启动气泵进行工作，利用气泵将高压气体通过u形气管输送到喷气阀嘴处，再利用喷气阀嘴将高压气体喷射出来，对刀具表面的废屑进行清理；
18.步骤三：完成清理后，控制立轴一侧的刀具检测轴臂进行顺时针旋转，将一端的刀具环槽移动到刀具同等高度的一侧，开启视觉模组和照明光源，通过视觉模组将刀具的画面信息传递反馈至终端电脑上；
19.步骤四：人工检测完毕后，关闭照明，启动红外光栅对刀具该侧进行扫描，扫描时，液压伸缩臂会带动整个刀具检测轴臂进行上下移动，利用红外扫描的方式来检测刀刃处是否存在缺损。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.1、本发明，刀具安装在工作支轴的底部，而在刀具安装结构的一侧还设置有一组气压清理套件，在长时间工作后，控制工作支轴下降至指定高度，之后启动气泵进行工作，利用气泵将高压气体通过u形气管输送到喷气阀嘴处，再利用喷气阀嘴将高压气体喷射出来，对刀具表面的废屑进行清理，将残留在刀刃上的废屑吹出，这样可以避免在检测的过程中废屑的残留导致检测数据出现误差的情况；
22.2、本发明，控制立轴一侧的刀具检测轴臂进行顺时针旋转，将一端的刀具环槽移动到刀具同等高度的一侧，开启视觉模组和照明光源，led光源是为了辅助人工视觉检测，便于观测刀刃表面的情况，通过视觉模组将刀具的画面信息传递反馈至终端电脑上，人工检测完毕后，关闭照明，启动红外光栅对刀具该侧进行扫描，扫描时，液压伸缩臂会带动整个刀具检测轴臂进行上下移动，利用红外扫描的方式来检测刀刃处是否存在缺损，当该侧刃口检测完毕后，重新控制立轴一侧的刀具检测轴臂进行逆时针旋转，将刀具检测轴臂另一端的刀具环槽对准刀具的另一侧，之后按照之前的检测步骤再次进行操作，这样可以从两个角度对整个刀具结构进行扫描观测，避免出现死角区域。
附图说明
23.图1为本发明的整体主视图；
24.图2为本发明的立式加工轴结构示意图；
25.图3为本发明的刀具检测轴臂结构示意图；
26.图4为图3的a处放大结构示意图；
27.图5为本发明的气压清理套件结构示意图；
28.图6为本发明的刀具合轴结构示意图。
29.图中：1、金属加工舱；2、机床主体；3、排风顶窗；4、立式加工轴；5、驱动机箱；6、电源线箱；101、操作机箱；102、金属箱门；103、置物台架；401、工作支轴；402、刀具检测轴臂；403、导轨挂架；404、升降导轨；405、气压清理套件；406、液压伸缩臂；407、刀具合轴；4021、刀具环槽；4022、红外光栅；4023、视觉模组；4024、led光源；4041、套轨；4051、总控阀；4052、u形气管；4053、喷气阀嘴；4054、转接气阀；4061、旋转夹套；4071、旋转连轴；4072、刀体套具；4073、座轴；4074、电机连轴。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种立式加工中心刀具破损检测装置，包括金属加工舱1和机床主体2，金属加工舱1设置在机床主体2的上方，金属加工舱1的外表面设置有金属箱门102，金属箱门102的一侧设置有操作机箱101，金属箱门102的另一侧设置有置物台架103，金属加工舱1的顶部设置有排风顶窗3，排风顶窗3延伸至金属加工舱1的内部，排风顶窗3的一侧设置有立式加工轴4，立式加工轴4的一侧设置有驱动机箱5，驱动机箱5的一侧设置有电源线箱6，电源线箱6与驱动机箱5电性连接。
32.请参阅图2-4，立式加工轴4的底部设置有工作支轴401，工作支轴401与立式加工轴4通过螺连接，工作支轴401的一侧设置有气压清理套件405，工作支轴401的另一侧设置有刀具检测轴臂402，工作支轴401的左右两侧均设置有导轨挂架403，导轨挂架403的下方设置有升降导轨404，工作支轴401通过升降导轨404与驱动机箱5滑动连接，升降导轨404的外表面设置有套轨4041，套轨4041与升降导轨404通过螺钉连接，刀具检测轴臂402的中段设置有液压伸缩臂406，具检测轴臂通过液压伸缩臂406与立式加工轴4伸缩连接，刀具检测轴臂402与液压伸缩臂406之间设置有旋转夹套4061，刀具检测轴臂402通过旋转夹套4061与液压伸缩臂406转动连接，刀具检测轴臂402的两端均设置有刀具环槽4021，刀具环槽4021的一侧设置有视觉模组4023，视觉模组4023下方的两侧均设置有红外光栅4022，红外光栅4022的下方设置有led光源4024；
33.刀具安装在工作支轴401的底部，而在刀具安装结构的一侧还设置有一组气压清理套件405，在长时间工作后，控制工作支轴401下降至指定高度，之后启动气泵进行工作，利用气泵将高压气体通过u形气管4052输送到喷气阀嘴4053处，再利用喷气阀嘴4053将高压气体喷射出来，对刀具表面的废屑进行清理，将残留在刀刃上的废屑吹出，这样可以避免
在检测的过程中废屑的残留导致检测数据出现误差的情况；
34.完成清理后，控制立轴一侧的刀具检测轴臂402进行顺时针旋转，将一端的刀具环槽4021移动到刀具同等高度的一侧，开启视觉模组4023和照明光源，led光源4024是为了辅助人工视觉检测，便于观测刀刃表面的情况，通过视觉模组4023将刀具的画面信息传递反馈至终端电脑上，人工检测完毕后，关闭照明，启动红外光栅4022对刀具该侧进行扫描，扫描时，液压伸缩臂406会带动整个刀具检测轴臂402进行上下移动，利用红外扫描的方式来检测刀刃处是否存在缺损，当该侧刃口检测完毕后，重新控制立轴一侧的刀具检测轴臂402进行逆时针旋转，将刀具检测轴臂402另一端的刀具环槽4021对准刀具的另一侧，之后按照之前的检测步骤再次进行操作，这样可以从两个角度对整个刀具结构进行扫描观测，避免出现死角区域。
35.请参阅图5-6，工作支轴401的底部设置有刀具合轴407，刀具合轴407的外侧设置有u形气管4052，气压清理套件405包括u形气管4052和总控阀4051，总控阀4051与u形气管4052通过软管连接，总控阀4051和u形气管4052均通过支架与工作支轴401连接，u形气管4052的外表面均设置有喷气阀嘴4053，喷气阀嘴4053通过转接气阀4054与u形气管4052转动连接，刀具合轴407包括旋转连轴4071和座轴4073，旋转连轴4071与座轴4073转动连接，座轴4073的内部设置有电机连轴4074，电机连轴4074与旋转连轴4071通过法兰连接，座轴4073与工作支轴401通过螺栓连接，旋转连轴4071的内部设置有刀体套具4072，刀体套具4072与旋转连轴4071通过螺栓连接；
36.切削用的刀具结构先装入到刀体套具4072中，随后将装有刀具的刀体套具4072安装到旋转连轴4071内部的卡槽中，并通过螺栓进行固定，加工时，通过工作支轴401配合升降导轨404来实现刀具的升降操作。
37.为了更好地展示立式加工中心刀具破损检测装置的检测流程，本实施例提出一种立式加工中心刀具破损检测装置的检测方法，包括如下步骤：
38.步骤一：切削用的刀具结构先装入到刀体套具4072中，随后将装有刀具的刀体套具4072安装到旋转连轴4071内部的卡槽中，并通过螺栓进行固定，加工时，通过工作支轴401配合升降导轨404来实现刀具的升降操作；
39.步骤二：在长时间工作后，控制工作支轴401下降至指定高度，之后启动气泵进行工作，利用气泵将高压气体通过u形气管4052输送到喷气阀嘴4053处，再利用喷气阀嘴4053将高压气体喷射出来，对刀具表面的废屑进行清理；
40.步骤三：完成清理后，控制立轴一侧的刀具检测轴臂402进行顺时针旋转，将一端的刀具环槽4021移动到刀具同等高度的一侧，开启视觉模组4023和照明光源，通过视觉模组4023将刀具的画面信息传递反馈至终端电脑上；
41.步骤四：人工检测完毕后，关闭照明，启动红外光栅4022对刀具该侧进行扫描，扫描时，液压伸缩臂406会带动整个刀具检测轴臂402进行上下移动，利用红外扫描的方式来检测刀刃处是否存在缺损。
42.工作原理，先将切削用的刀具结构先装入到刀体套具4072中，随后将装有刀具的刀体套具4072安装到旋转连轴4071内部的卡槽中，并通过螺栓进行固定，加工时，通过工作支轴401配合升降导轨404来实现刀具的升降操作，刀具安装在工作支轴401的底部，而在刀具安装结构的一侧还设置有一组气压清理套件405，在长时间工作后，控制工作支轴401下
降至指定高度，之后启动气泵进行工作，利用气泵将高压气体通过u形气管4052输送到喷气阀嘴4053处，再利用喷气阀嘴4053将高压气体喷射出来，对刀具表面的废屑进行清理，将残留在刀刃上的废屑吹出，这样可以避免在检测的过程中废屑的残留导致检测数据出现误差的情况，完成清理后，控制立轴一侧的刀具检测轴臂402进行顺时针旋转，将一端的刀具环槽4021移动到刀具同等高度的一侧，开启视觉模组4023和照明光源，led光源4024是为了辅助人工视觉检测，便于观测刀刃表面的情况，通过视觉模组4023将刀具的画面信息传递反馈至终端电脑上，人工检测完毕后，关闭照明，启动红外光栅4022对刀具该侧进行扫描，扫描时，液压伸缩臂406会带动整个刀具检测轴臂402进行上下移动，利用红外扫描的方式来检测刀刃处是否存在缺损，当该侧刃口检测完毕后，重新控制立轴一侧的刀具检测轴臂402进行逆时针旋转，将刀具检测轴臂402另一端的刀具环槽4021对准刀具的另一侧，之后按照之前的检测步骤再次进行操作，这样可以从两个角度对整个刀具结构进行扫描观测，避免出现死角区域。
43.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。