(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210855770.9 (22)申请日 2022.07.13 (71)申请人 无锡金研先进 装备有限公司 地址 214000 江苏省无锡市滨湖区绣溪路 50号3号楼4楼410 5 (72)发明人 侯波　 (51)Int.Cl. G01N 21/89(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种累加法采样检测划片机刀片缺损的系 统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种累加法采样检测划片机 刀片缺损的系统及方法， 其系统包括： 光纤传感 器， 光纤放大器， AD采集卡， 上位机信号处理系 统， 主轴变频器。 本专利的优点在于： 优化采样方 式， 对破损刀片信号的累加处理， 利用相位差取 样法， 用每秒1万次的采样 速率， 达到了以前每秒 10万次的效果， 降低了相关器件的技术要求， 可 以用国产低采样速率器件代替受限制的国外高 速器件； 光纤放大器成本降为原来1/10， AD采集 卡成本降为原来1/ 5。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115524338 A 2022.12.27 CN 115524338 A 1.一种累加法采样检测划片机刀片缺损 的系统， 其特征在于， 其系统包括： 光纤传感 器， 光纤放大器， AD采集卡， 上位机信号处理系统， 主轴变频器； 所述主轴变频器安装在刀片 的旋转主轴的驱动器上， 所述主轴变频器的后端电连接上位机信号处理系统， 所述上位机 信号处理系统内安装有光纤传感器， 所述光纤传感器的后端连接有光纤放大器， 所述光纤 放大器后端连接有AD采集 卡。 2.一种累加法采样检测 划片机刀片缺损的方法， 其特 征在于， 其方法包括如下步骤： 1)、 通过主轴变频器将主轴电机带动刀片设置为 最高转速 60000转每分； 2)、 将刀轮外沿分为100个区域， 每次采样只采集其中的一个区， 直径为58mm的刀外沿 上， 每隔1.8mm一个采样区， 如果破损， 光纤传感器会产生一个光信号， 光信号经光纤放大器 放大后， 由AD采集 卡采集存 储， 发送给 上位机信号处 理系统； 3)、 将刀沿分成100个区域， 采集完100次， 视为一个周期， 采集到的信号就是周期性的， 在刀轮转 一圈完成全部采样点， 采集速率至少需要每秒10万次； 4)、 刀轮转10圈完成全部采样点， 将采样频率降为原来的1/10， 利用累加的相位差， 刀 轮每转一圈采集的区域加1； 这样10圈内可以采集到100个区域， 就能构成一个完整的刀沿 周长， 没有遗漏的区域； 5)、 根据主轴反馈的转速情况， 实时调整采样频率， 保证相位的累加； 6)、 连续采集3个周期， 如果每100区域不是周期信号， 说明有水气或者杂物的干扰， 属 于被干扰信号， 结果需要舍弃， 有效减小误报率； 7)、 利用数字滤波方式， 计算出刀片的破损情况； 8)、 10毫秒内可以得到刀片损伤结果， 停止继续划 切， 达到实际应用需求。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115524338 A 2一种累加法采 样检测划片机刀片缺损的 系统及方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种检测刀片缺损的方法， 具体是一种累加法采样检测划片机刀片缺 损的系统及方法。 背景技术 [0002]现有技术中， 由于主轴电机的最高转速达到60000r/min， 要想检测到刀 片1mm内的 损坏， 实际应用中， 对光纤传感器， 光纤放大器和AD采样电路 的速率要求很高， 每个采样周 期在10微秒以内。 国内公司起步晚， 光纤放大器相关的的生产技术普遍在50微秒左右， 满足 不了速度要求； 只能购买国外的产品。 加上国外公司对中 国的限制销售， 相关产品的价格非 常高， 而且供货周期长， 采购数量受限； 严重影响到 了国内划片机， 甚至半导体产业的发展。 发明内容 [0003]本发明的目的在于提供一种累加法采样检测划片机刀片缺损的系统及方法， 以解 决上述背景技 术中提出的问题。 [0004]为实现上述目的， 本发明提供如下技 术方案： [0005]一种累加 法采样检测划片机刀片缺损的系统及方法， 其系统包括： 光纤传感器4， 光纤放大器5， AD采集 卡6， 上位机信号处 理系统3， 主轴变频器2。 [0006]所述主轴变频器2安装在刀片7的旋转主轴1的驱动器8上， 所述主轴变频器2的后 端电连接上位机信号处理系统3， 所述上位机信号处理系统3内安装有光纤传感器4， 所述光 纤传感器4的后端连接有光纤放大器5， 所述 光纤放大器5后端连接有AD采集 卡6。 [0007]其方法包括如下步骤： [0008]1、 通过主轴变频器将主轴电机带动刀片设置为 最高转速 60000转每分； [0009]2、 将刀轮外沿分为100个区域， 每次采样只采集其中的一个区， 直径为58mm的刀外 沿上， 每隔1.8mm一个采样区， 如果破损， 光纤传感器会产生一个光信号， 光信号经光纤放大 器放大后， 由AD采集 卡采集存 储， 发送给 上位机信号处 理系统； [0010]3、 将刀沿分成100个区域， 采集完100次， 视为一个周期， 采集到的信号就是周期性 的， 在刀轮转 一圈完成全部采样点， 采集速率至少需要每秒10万次； [0011]4、 刀轮转10圈完 成全部采样点， 将采样频率降为原来的1/ 10， 利用累加的相位差， 刀轮每转一圈采集的区域加1； 这样10圈内可以采集到100个区域， 就能构成一个完整的刀 沿周长， 没有遗漏的区域； [0012]5、 根据主轴反馈的转速情况， 实时调整采样频率， 保证相位的累加； [0013]6、 连续采集3个周期， 如果每100区域不是周期信号， 说 明有水气或者杂物的干扰， 属于被干扰信号， 结果需要舍弃， 有效减小误报率； [0014]7、 利用数字滤波方式， 计算出刀片的破损情况； [0015]8、 10毫秒内可以得到刀片损伤结果， 停止继续划 切， 可以达 到实际应用需求。 [0016]本专利的优点在于： 优化采样方式， 对破损刀片信号的累加处理， 利用相位差取样说　明　书 1/4 页 3 CN 115524338 A 3