数控机床刀具磨损监测方法研究
机械加工中的刀具磨损监测与预测方法研究
机械加工中的刀具磨损监测与预测方法研究一、引言机械加工是制造业的重要环节之一,而刀具是机械加工中不可或缺的工具。
刀具的磨损是机械加工中的一个关键问题,它会对加工质量和效率产生重大影响。
因此,研究刀具磨损监测与预测方法具有重要意义。
二、刀具磨损的影响因素刀具磨损是由多种因素造成的。
首先,加工材料的硬度和切削性能直接影响刀具磨损的程度。
其次,切削速度、进给速度和切削深度也会对刀具磨损产生影响。
此外,刀具本身的材料和几何形状也是影响刀具磨损的因素之一。
三、刀具磨损监测方法1. 基于传感器的监测方法基于传感器的刀具磨损监测方法是目前应用较为广泛的一种方法。
通过在刀具上安装传感器,实时监测刀具的工作状态。
传感器可以监测刀具的振动、温度、电流等参数,从而判断刀具的磨损程度。
2. 图像处理方法图像处理方法是一种非接触式的刀具磨损监测方法。
通过采集刀具表面的图像,利用图像处理算法进行分析和识别,从而判断刀具的磨损情况。
这种方法不需要对刀具进行改造,能够实现实时监测。
3. 声波方法声波方法是一种监测刀具磨损的间接方法。
通过对刀具进行敲击或者切削产生的声波进行采集和分析,可以判断刀具的磨损程度。
这种方法简单易行,但是受到环境噪音的干扰较大。
四、刀具磨损预测方法1. 统计模型方法统计模型方法是一种常用的刀具磨损预测方法。
通过对历史数据进行统计分析,建立模型,从而预测刀具的磨损情况。
这种方法适用于长周期的刀具磨损预测。
2. 人工智能方法人工智能方法在刀具磨损预测中得到了广泛应用。
通过采集大量的刀具工作数据,利用人工智能算法进行学习和预测,可以精确地预测刀具的磨损情况。
这种方法适用于短周期和复杂切削条件下的刀具磨损预测。
五、刀具磨损监测与预测的应用刀具磨损监测与预测方法的应用可以提高机械加工的效率和质量,降低生产成本。
首先,准确监测和预测刀具的磨损情况可以及时替换刀具,避免因磨损造成的加工质量下降。
其次,预测刀具的磨损情况可以合理安排生产计划,提高生产效率并减少停机时间。
CNC机床加工中的刀具寿命监测与
CNC机床加工中的刀具寿命监测与优化CNC机床加工中的刀具寿命监测与优化CNC机床(Computer Numerical Control,数控机床)是一种通过计算机控制的自动化机床,广泛应用于工业生产中。
刀具是CNC机床加工过程中的重要组成部分,刀具寿命的监测与优化对于提高加工效率、降低生产成本具有重要意义。
本文将探讨CNC机床加工中的刀具寿命监测与优化的方法与技术。
1. 刀具寿命监测刀具寿命监测是指对刀具在加工过程中的磨损、破损等情况进行实时监测和分析,以判断刀具是否需要更换或修复。
常用的刀具寿命监测方法包括视觉检测、声音检测、振动检测等。
1.1 视觉检测视觉检测是通过摄像头等设备捕捉刀具表面的图像,使用图像处理技术进行分析,判断刀具表面是否存在磨损、破损等情况。
这种方法可以实时监测刀具的状况,并提供准确的数据用于判断刀具寿命。
1.2 声音检测声音检测是通过对刀具在加工过程中产生的声音进行采集和分析,判断刀具是否存在异常情况。
刀具磨损或破损会导致加工过程中产生异常的声音,通过对声音信号的处理可以有效监测刀具寿命。
1.3 振动检测振动检测是通过对刀具在加工过程中的振动信号进行采集和分析,判断刀具是否存在异常振动。
刀具磨损或破损会导致加工过程中的振动产生变化,通过对振动信号的监测可以及时判断刀具的状况。
2. 刀具寿命优化刀具寿命优化是指通过合理的切削参数选择、加工策略以及刀具材料等方法,最大限度地延长刀具的使用寿命,提高生产效率。
常见的刀具寿命优化技术包括切削参数优化、加工策略优化和材料选择优化等。
2.1 切削参数优化切削参数包括切削速度、进给速度和切削深度等。
选择合适的切削参数可以有效降低刀具磨损和损坏的风险,延长刀具的寿命。
通过实验和数据分析,可以确定最佳的切削参数范围,在保证加工质量的前提下最大限度地延长刀具的使用寿命。
2.2 加工策略优化加工策略是指在CNC加工中的切削路径和切削方式等。
合理的加工策略可以减少刀具磨损和损坏的程度,提高切削效率和刀具使用寿命。
毕业设计论文开题报告刀具磨损
毕业设计(论文)开题报告
学生姓名:戴冬冬学号: P1202060530 所在学院:机械与动力工程学院
专业:机械工程及自动化
设计(论文)题目:数控机床刀具磨损监测方法研究指导教师:陈捷
2010年3月29日
开题报告填写要求
1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;
2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;
3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15篇(不包括辞典、手册);
4.有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。
如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
毕业设计(论文)开题报告。
数控机床刀具磨、破损状态监测方法的探讨
测 方 法的 基 本 原 理 、优 缺 点和 应 用 范 围的基 础 上 结合 自身的研 究指 出合 理 的 多信 号 融 合 监 测 是 目前 在 线 监 测研 究 的 发展 方
的情境和监控效果存在较大差异 , 所 以对 刀具磨 、 破损状 态 的监测技 术进行分类和研究具有现实意义.
2 国 内外 刀 具磨 、 破 损 状 态 监测 技 术
光学法主要包括光导纤维法等 ,它的工作原理通 常是 基于刀具磨损后磨损 区相对未磨损区具有更强 的光 反射 能 力, 且传 感器检测 的光 通量随着磨损 区域 的增 大而增大 , 从 而识别刀具 的磨损程度 ,光学法理论上具有可靠性高 的优 点, 缺点是其监测结果 受到刀刃的清 洁状 态 、 切削热 引起 的
1 数控机床刀具磨、 破 损 状 态 监 测 的意 义
刀具 既是金 属切 削类机 床 的重要 工作 原件 又属 于耗 材, 在切削过程 中不可避免的出现磨 、 破损现象. 一方面为保 证工件 的表面质量及尺寸精度 ,目前企业一般 是按 刀具 的 平均 寿命作 为更换 刀具 的标 准 ,以减少刀具破 损带来的各 种损 失 , 但 这种做法往往导致 刀具使用 寿命 偏低. 而且频繁 地更 换刀具还会 带来加工成本的提高 ,机床辅助时 间的增 加 以及生产效率 的降低 . 另一方面如果 刀具 的磨 、 破 损未能
图像 与刀具磨 、 破损程度间的关 系 , 达到刀具状 态监 测的 目 的. 南京航空航天大学的杨吟飞基于窗 口跟踪的办法获取 了
Байду номын сангаас
浅谈数控机床刀具磨损的监测方法
浅谈数控机床刀具磨损的监测方法摘要:数控机床刀具磨损情况的监测对于降低因刀具的破损而带来的经济损失,提高其在数控机床中的利用率起着非常重要的作用。
通过回顾国内外各种关于刀具磨损情况的监测技术与方法研究,大概有以下方法,针对振动监测法、切削力监测法、功率性监测、及基于动态树理论的刀具磨损检测等,分析它们的优势与特点,可以了解到基于动态树理论的刀具而研究磨损监测技术手段是其未来发展的趋势。
关键词:数控机床;刀具磨损;监测方法前言刀具的磨损状态在目前我国的各种机械加工中已成为一种常见的情况,刀具磨损以及它的磨损状态直接地影响到了机械加工的准确性、精度和企业的经济效益,降低其刀具加工的费用,对于提高企业的社会经济效益很有利。
近几年来,随着我国先进的技术如 cims、 cnc 、 fms 机床的广泛应用,极大地改善了机械加工精度与生产设备的加工效率。
操纵人机已经从原先的单独或者两台开始进行操纵,变成现在可以同时运行和操纵多个设备。
如此,数控机床系统就能够实现自动地监视各种刀具的运转和工作状态,及时掌握正在运行中所需要使用刀具的磨损情况,从而根据各种刀具的断裂程度、刀具寿命、磨损量等各种刀具的故障情况实时地监测各种刀具的运转和工作状态的变化,并且当各种刀具的磨损量已经超过预先设置的磨损程度时发出信号和报警,就会因此变得尤其重要。
一、刀具磨损的监测方法刀具检测状态的检查技术通常包括传感器信号采集、信号处理及状态特征提取和状态辨认器三个组成部分。
刀具运行状态检测传感器系统中的传感器主要是为了接收到在切削工作过程中产生的切削机械信号,例如切削能力、功率、音频发射、震荡、振动、电流等。
1.刀具状态的振动监测法当工件在切削的过程中,工件和磨损后的刀具刃部侧面发生摩擦,产生不同速度和频率的振动,振动信号已经被认为是一种检测刀具的磨损和破坏敏感性较高的技术。
振动的特征检测和处理方法主要分为两种:一种就是把振幅区域划分为几个单独的振幅区域,不断地通过使用计算机电脑和数字化计算机对这些振幅区域的位置进行记录、分析,就已经可以准确检测得出一把刀具在使用后的每一个刀面上受到磨损的严重性程度;二是把振幅划分为高低两个组成部分,在切削过程中分别计算出两个组成部分的振幅。
检测数控铣床中刀具的磨损问题
检测数控铣床中刀具的磨损问题
数控铣床是现代制造业中广泛使用的一种机床,它能够高效地完成各种复杂零件的加工任务。
而其中刀具的磨损问题则是影响加工质量和效率的重要因素之一。
刀具磨损是指在使用过程中,刀具表面逐渐失去原有的尺寸和形状,导致其性能下降,甚至无法继续使用。
这种磨损现象主要是由于切削力、温度、润滑等因素引起的。
在实际生产中,如何及时检测刀具的磨损情况,是保证加工质量和效率的关键。
以下是一些常见的检测方法:
1. 目视检测法
这是最简单、最直观的检测方法。
操作人员可以通过肉眼观察刀具表面的变化,来判断其是否需要更换。
但这种方法只适用于表面磨损较为明显的情况,对于内部磨损或微小磨损则无法发现。
2. 测量法
这种方法需要使用专业的测量工具,如卡尺、显微镜等。
通过对刀具尺寸和形状进行精确测量,可以得出其磨损程度。
但这种方法操作较为繁琐,需要一定的技术水平和经验。
3. 振动信号分析法
这种方法利用数控铣床本身所产生的振动信号,通过信号处理技术来分析刀具的磨损程度。
这种方法不仅能够检测表面磨损,还能够发现内部磨损和微小磨损,具有较高的精度和可靠性。
除了以上几种方法外,还存在一些基于图像处理、声学信号等技术的检测方法。
这些方法在不同场景下都有其适用性和局限性,具体选择应根据实际情况而定。
总的来说,及时检测数控铣床中刀具的磨损问题,是保证加工质量和效率的重要措施。
通过选择合适的检测方法,并根据检测结果及时更换刀具,可以有效地减少生产过程中的故障和损失,提高生产效益。
数控机床刀具磨损在线监测与预警技术
数控机床刀具磨损在线监测与预警技术引言数控机床是现代制造业的关键设备之一,而刀具是数控机床中不可或缺的部件。
随着生产效率的提高和刀具工艺的发展,刀具的磨损问题日益突出。
因此,实现刀具磨损的在线监测与预警技术对于提高生产效率和保证产品质量具有重要意义。
本文将介绍数控机床刀具磨损在线监测与预警技术的原理、方法以及应用前景。
一、刀具磨损的影响及其在线监测的重要性刀具磨损是指在加工过程中,由于切削力和摩擦力的作用,刀具表面逐渐磨损,导致刀具性能下降。
刀具磨损不仅会影响加工精度和产品质量,还会增加生产成本和设备维护成本。
因此,及时监测并预测刀具磨损的发生,对于延长刀具寿命、提高生产效率具有重要作用。
二、刀具磨损在线监测技术的原理与方法1. 传统方法传统的刀具磨损监测方法主要基于经验判断和定期人工巡检。
这种方法虽然简单易行,但存在人为主观因素较大、误判率高等问题。
且无法实现对刀具磨损进行实时监测,难以满足现代生产的需求。
2. 传感器技术传感器技术是刀具磨损在线监测的关键技术之一。
通过在刀具上安装传感器,可以实时感知刀具状态并采集数据。
常用的刀具磨损监测传感器包括力传感器、位移传感器和振动传感器。
传感器采集到的数据经过处理分析,可以判断刀具磨损程度,并提供预警信息。
3. 数据分析与算法刀具磨损在线监测技术的核心是数据分析与算法。
通过对传感器采集的数据进行处理和分析,在线监测刀具磨损状态并预测其寿命。
常用的数据分析方法包括统计学分析、模式识别和机器学习算法等。
这些方法能够实现对刀具磨损的准确分析,并根据历史数据推测未来磨损趋势,提前预警。
三、刀具磨损在线监测与预警技术的应用前景刀具磨损在线监测与预警技术在现代制造业中具有广阔的应用前景。
首先,它能够帮助企业实现对刀具使用寿命的精确管理,减少因刀具磨损导致的停机和更换成本。
其次,通过对刀具磨损情况的实时监测,可以提前预测刀具寿命,从而避免因刀具失效而引发的质量问题。
数控机床刀具性能与寿命的监控与评估方法
数控机床刀具性能与寿命的监控与评估方法引言:随着数控机床的快速发展,刀具作为数控加工的核心工具,其性能与寿命的监控与评估变得尤为重要。
有效地监控和评估刀具的性能和寿命,不仅可以提高加工质量和效率,还能有效降低生产成本。
本文将讨论数控机床刀具性能与寿命的监控和评估方法。
一、数控机床刀具性能的监控方法1. 切削力监测:切削力是刀具与工件之间的相互作用力,直接影响刀具的切削性能和寿命。
通过安装力传感器和力测量系统,在数控机床加工过程中实时监测切削力变化。
根据监测结果,可以及时发现切削力异常和刀具磨损,以便及时更换刀具或进行必要的刀具修复。
2. 切削温度监测:切削温度是刀具性能评估的重要指标之一,直接影响刀具的寿命和加工质量。
通过安装温度传感器和温度监测系统,可以实时监测刀具的切削温度。
根据监测结果,可以调整切削参数、冷却液的使用和刀具的涂层等,以降低切削温度,延长刀具的寿命。
3. 振动监测:刀具在加工过程中容易产生振动,振动不仅影响加工表面质量,还会加速刀具磨损和破损。
通过安装振动传感器和振动监测系统,可以实时监测刀具的振动情况。
根据监测结果,可以调整切削参数、刀具固定方式和加工工艺,减少刀具振动,提高切削质量和刀具寿命。
二、数控机床刀具寿命的评估方法1. 统计法:统计法是一种常用的刀具寿命评估方法。
通过记录每个刀具的使用时间和实际加工量,统计刀具的寿命分布情况。
根据统计结果,可以得出刀具的平均寿命和寿命分布曲线,为刀具的更换和维修提供依据。
2. 切削力法:利用切削力与刀具磨损之间的关系评估刀具寿命。
通过监测切削力变化,并确定刀具的磨损阈值,当刀具磨损达到阈值时,刀具寿命即为达到。
利用该方法可以实现刀具寿命的在线评估,提高生产效率和降低加工成本。
3. 成本效益法:成本效益法是一种考虑刀具使用寿命和切削加工成本之间关系的评估方法。
通过综合考虑刀具购买成本、更换成本、加工成本和刀具寿命,计算单位加工成本和单位切削量刀具消耗成本。
数控机床刀具磨损监测实验数据处理方法研究
数控机床刀具磨损监测实验数据处理方法研究曾祥超陈捷(南京工业大学机械与动力工程学院,南京210009)Study of data processing method for CNC tool wear monitoringZENG Xiang-chao ,CHEN Jie(School of Mechanical and Power Engineering ,Nanjing University of Technology ,Nanjing 210009,China )文章编号:1001-3997(2009)01-0213-03【摘要】数控机床刀具磨损监测对于提高数控机床利用率,减小由于刀具破损而造成的经济损失具有重要意义。
有针对性地回顾了国内外各种分析刀具磨损信号方法的研究工作,详细叙述了功率谱分析法、小波变换、人工神经网络以及多传感器信息融合技术的实现形式。
通过比较各种数据处理方法的优缺点,提出基于混合智能多传感器信息融合技术是数控机床刀具磨损监测实验数据处理的未来发展的主要方向。
关键词:数控机床;刀具磨损监测;数据处理【Abstract 】CNC tool wear monitoring would be a great significance for improving the usage rate of CNC and reducing the economic losses due to the tool breakage.The recent research progress on the signal analyzing was reviewed.Some important data process methods were detailed described ,such as power spectrum analysis ,wavelet transform ,artificial neural network and intelligent sensor fusion technology.By comparing their features ,the intelligent sensor fusion technology was introduced to be popular in data pro -cessing method for CNC tool wear monitoring.Key words :CNC ;Tool wear monitoring ;Data processing method*来稿日期:2008-03-27中图分类号:TH16,TG659文献标识码:A1前言刀具磨损在机械加工中是一种普遍存在的现象,研究刀具磨损可以大大提高机械加工效率,降低加工成本,具有较大的经济效应。
数控机床刀具磨损的自动化监测与更换方法
数控机床刀具磨损的自动化监测与更换方法随着数控技术的发展,数控机床已经广泛应用于各个行业的生产加工中。
而数控机床的刀具作为加工的关键工具,其磨损情况的监测和及时更换对于保证加工质量和提高生产效率至关重要。
因此,研究数控机床刀具磨损的自动化监测与更换方法成为了一个热门的研究课题。
数控机床刀具磨损的自动化监测方法主要包括传感器监测和数据处理两个关键环节。
其中传感器监测是实时采集刀具磨损情况的重要手段,常用的传感器有振动传感器、声学传感器、力传感器等。
这些传感器可以通过监测刀具的振动、声音和切削力等参数,准确判断刀具的磨损程度。
而数据处理则是将传感器采集到的原始数据进行处理和分析,通过算法和模型建立磨损预测模型,及时准确地判断刀具是否需要更换。
在传感器监测方面,振动传感器是一种常用的监测手段。
通过监测刀具振动的频率、振幅和相位,可以较为准确地判断刀具的磨损情况。
同时,振动传感器的响应速度快,可以实时监测刀具状态,及时发现问题并采取相应的措施。
此外,声学传感器也可以用于监测刀具的磨损情况。
刀具在磨削过程中会产生不同的声音特征,通过对刀具声音信号的分析可以判断刀具是否需要更换。
力传感器则是通过测量切削力的大小和变化情况来判断刀具磨损程度,这种传感器的优点是测量精度高,但需要考虑刀具刚性对测量结果的影响。
数据处理是数控机床刀具磨损自动化监测的另一个重要环节。
通过对传感器采集到的数据进行处理和分析,可以建立数学模型来预测刀具磨损情况,从而实现对刀具的自动检测和更换。
常用的数据处理方法有统计分析、模式识别和机器学习等。
统计分析方法主要基于大量刀具磨损数据的统计规律,通过计算刀具寿命曲线和磨损速率来预测刀具寿命。
模式识别方法则是通过对刀具磨损特征的提取和模式匹配来判断刀具的磨损情况。
机器学习方法则是通过训练样本的学习和模型的建立,自动地进行判断和分类。
除了监测刀具的磨损情况,及时更换刀具也是保证加工质量和提高生产效率的关键。
机床刀具磨损检测技巧
机床刀具磨损检测技巧机床刀具磨损检测技巧探究引言:机床刀具在加工过程中起着至关重要的作用,但随着使用时间的增长,刀具会出现磨损现象,导致加工质量下降甚至损坏工件。
掌握机床刀具磨损检测技巧对于提高加工效率、降低成本具有重要意义。
本文将通过对机床刀具磨损的评估和检测方法的介绍,帮助读者更好地理解和应用这一领域的技术。
一、机床刀具磨损评估标准1. 刀具磨损类型:机床刀具磨损通常分为刀尖磨损、刀面磨损、切削口磨损等。
了解不同类型的磨损情况,可以更好地判断刀具的使用寿命和更换时机。
2. 刀具磨损评估参数:刀具磨损评估需要考虑的参数包括刀具表面粗糙度、切削力、刀尖圆角半径等。
通过测量这些参数的变化,可以评估刀具磨损程度和使用寿命。
二、机床刀具磨损检测方法1. 观察法:通过肉眼观察刀具表面的磨损痕迹,如刀尖变钝、表面划痕等,来初步评估刀具的磨损程度。
这种方法简单直观,但对于微小磨损很难判断,需要借助其他方法进行验证。
2. 金相显微镜观察:金相显微镜可以放大刀具表面的微观结构,通过观察金相组织的变化来评估刀具的磨损程度。
这种方法可以提供更详细的信息,但对设备和操作要求较高,适用于实验室环境。
3. 声学检测:利用超声波检测刀具的磨损情况,通过检测刀具表面的回声信号来识别刀具的磨损程度。
这种方法快速、无损、非接触,适用于在线检测和实时监测。
4. 剩余寿命评估:通过测量刀具切削力、功率消耗等参数的变化,利用理论模型或实验曲线进行剩余寿命预测。
这种方法需要建立模型或进行大量的实验验证,适用于对刀具寿命的精确预测。
三、机床刀具磨损检测技巧的应用意义1. 提高加工效率:准确评估刀具磨损程度,及时更换磨损刀具,可以避免刀具因过度磨损导致加工质量下降、工件损坏等问题,从而提高加工效率和产品质量。
2. 降低成本:通过精确评估刀具的寿命,合理规划刀具更换周期,可以避免过早更换刀具和因刀具损坏导致的生产停工,降低成本并提高生产效益。
刀具磨损监测技术的国内外研究现状浅析获奖科研报告
刀具磨损监测技术的国内外研究现状浅析获奖科研报告摘要:本文主要针对刀具磨损监测技术进行了论述,阐述了国内外关于刀具磨损检测的诸多方法,包括直接监测和间接监测法,对诸多方法进行了分析,并就多传感器融合技术进行了初步探讨。
关键词:刀具磨损监测技术在现代工业生产中,生产方式的改变和市场竞争的需要,促使以计算机辅助的自动化加工得到迅速发展。
刀具磨损监测系统作为自动化加工系统不可缺少的重要组成部分,日益受到国内外研究人员的重视。
综合国内外刀具磨损检测的诸多方法,根据刀具磨损量检测原理的不同,主要分为两种:直接监测方法和间接监测方法[1]。
1.直接监测方法直接测量刀具磨损量或刀具破损的方法,称为刀具状态的直接监测方法。
常用的方法主要有接触法、放射线法和光学检测方法,直接检测刀具磨损的传感器有接触探测传感器、光学显微镜,高速摄像机等。
(1)接触检测方法接触探测传感器于1974年由Renishaw发明,能够检测刀具磨损和破损。
在检测刀具磨损和破损程度时,旋转刀具,让刀具后刀面接触传感器,根据刀具加工前后的直径变化获得刀具的磨损量,并根据刀具的接触力判断刀具的破损程度。
该方法有较高的检测精度。
其缺点是只能在停车时进行检测,不能用于实时监控。
德国Malto公司利用该方法研制的刀具破损监测装置,能够成功监测刀具的破损[4]。
(2)放射线检测方法由Massachusetts技术研究所开发的放射线检测装置,用于检测刀具是否已经达到预先指定的磨损状态。
此方法是预先在刀具后刀面设置一个位置,在该位置放置少量放射性物质,定期在切削周期的间隙中用盖革一弥勒离子管检查放射物质是否存在。
如果该物质不存在,就说明已经达到磨钝标准。
此方法的缺点是不能进行实时监控,并且具有放射性污染。
(3)光学检测法通过光学传感器获得刀具磨损区域的图形,利用图像处理技术得到刀詈具的磨损状态。
和其他检测方法相比,采用光学法检测刀具磨损的优点是:不受切削条件和工件材料影响,能够同时获得刀具多个磨损模式的图形,便于整体了解刀具的磨损形态。
机械加工中的刀具磨损监测与预测研究
机械加工中的刀具磨损监测与预测研究在机械加工过程中,刀具磨损是一个不可避免的问题。
随着刀具使用时间的增加,刀具表面会出现磨损、断裂和刃口的损坏,这将导致加工质量下降,生产效率降低,甚至还会导致机床的故障。
因此,对刀具的磨损进行监测和预测,对于提高加工质量和生产效率具有重要意义。
一、刀具磨损的监测方法1. 磨损比较法:将新刀具与磨损刀具进行比较,通过观察刀具表面的磨损程度来判断刀具的磨损情况。
这种方法简单直观,但无法量化刀具磨损的程度。
2. 视觉检测法:使用显微镜等设备观察刀具表面的变化,通过对图像进行分析来判断刀具的磨损情况。
这种方法可以实时监测刀具磨损,但需要专业人员进行观察和分析。
3. 声学检测法:通过刀具与工件接触时产生的声音来监测刀具的磨损情况。
这种方法可以实时监测刀具的磨损,并且可以自动化,但对于噪音的干扰较大。
4. 高温检测法:通过测量切削区域的温度来判断刀具的磨损情况。
由于刀具磨损会导致切削区域的温度升高,因此可以根据温度的变化来监测刀具的磨损情况。
二、刀具磨损的预测方法1. 统计方法:通过对历史数据进行统计和分析,建立一个刀具磨损模型来预测刀具的寿命。
这种方法简单易行,但预测精度较低。
2. 人工神经网络方法:通过收集大量的刀具磨损数据,利用人工神经网络模型来预测刀具的寿命。
这种方法可以实现自动化预测,但对于神经网络的建模和训练要求较高。
3. 物理模型方法:通过对切削力、切削温度等参数进行测量和分析,建立一个刀具磨损的物理模型,利用这个模型来预测刀具的寿命。
这种方法可以提高预测精度,但需要大量的实验和分析工作。
三、刀具磨损监测与预测的意义1. 提高加工质量:刀具的磨损会导致加工表面的粗糙度增加,尺寸偏差增大等问题,通过监测和预测刀具的磨损情况,可以及时更换刀具,保证加工质量。
2. 提高生产效率:刀具的磨损会导致加工力增大,切削力的不稳定等问题,通过监测和预测刀具的磨损情况,可以及时调整切削参数,提高生产效率。
数控机床刀具磨损的识别方法
数控机床刀具磨损的识别方法数控机床是一种通过计算机控制工作过程的机床,广泛应用于各个领域的加工过程。
而在数控机床的加工过程中,刀具磨损是一个无法避免的问题。
本文旨在介绍数控机床刀具磨损的识别方法,以帮助读者有效地解决这一难题。
一、外观检查法外观检查法是最简单也是最常用的一种刀具磨损识别方法。
通过仔细观察刀具表面的磨损情况,我们可以快速判断刀具是否需要更换。
一般来说,刀具表面出现明显的磨损、断裂或者变形等情况都表明刀具已经达到了使用寿命,需要更换。
二、测量法除了外观检查法,我们还可以通过测量刀具的几何参数来识别刀具磨损程度。
具体而言,可以使用形状测量仪、投影仪等设备来测量刀具的直径、长度、角度等参数,通过与初始数值进行比较,可以判断刀具是否磨损。
如果刀具的尺寸参数明显超出了初始数值范围,那么就需要及时更换刀具。
三、振动检测法振动检测法是一种通过检测刀具在加工过程中的振动情况来判断刀具磨损程度的方法。
刀具在磨损过程中,由于其固有的质量分布和几何形状的改变,会导致机床加工过程中产生的振动发生变化。
通过振动传感器等设备,我们可以实时监测刀具振动情况,并根据振动信号的特征来判断刀具是否已经磨损。
四、切削力检测法切削力检测法是一种通过监测刀具在加工过程中的切削力来进行刀具磨损识别的方法。
当刀具磨损程度加剧时,刀具与工件之间的切削力会发生变化。
通过安装切削力传感器等设备,我们可以实时监测切削力的变化情况,并通过与初始数值进行比较,判断刀具的磨损程度。
综上所述,数控机床刀具磨损的识别方法包括外观检查法、测量法、振动检测法和切削力检测法等。
通过合理地运用这些方法,我们可以高效地判断刀具是否需要更换,从而提高数控机床的加工效率和质量。
然而,在实际应用中,各种方法的准确性和适用性会受到许多因素的影响,因此在识别刀具磨损时,我们需要综合考虑多种因素,并根据实际情况选择合适的方法。
希望本文所介绍的方法能够对读者有所帮助,使其能够更好地应对数控机床刀具磨损问题。
数控机床刀具磨损的在线监测与刀具寿命预估方法
数控机床刀具磨损的在线监测与刀具寿命预估方法数控机床是现代制造业中非常关键的设备,而刀具作为数控机床的重要组成部分,其磨损情况直接影响加工质量和效率。
因此,如何有效地监测刀具的磨损状态并准确预估刀具寿命,对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。
本文将介绍数控机床刀具磨损的在线监测与刀具寿命预估方法。
为了实现数控机床刀具磨损的在线监测,一种常用的方法是利用传感器技术。
通过在数控机床上安装合适的传感器,可以实时监测刀具的磨损情况。
这些传感器可以测量刀具的振动、温度、功耗、噪音等参数,从而判断刀具的磨损程度。
通过分析传感器数据,可以实时监测刀具的磨损情况,并及时采取措施进行刀具更换或刀具修复,避免因刀具磨损导致的生产故障和质量问题。
除了传感器技术,还可以利用机器学习算法来预测刀具的寿命。
机器学习算法可以通过分析历史刀具数据和工作条件数据,建立预测模型,从而准确预估刀具的剩余寿命。
常用的机器学习算法包括支持向量机、决策树、神经网络等。
这些算法可以根据不同刀具的工作状态和磨损情况,学习并建立相应的预测模型,通过输入当前刀具的状态数据,预测出刀具的剩余寿命。
这种方法可以帮助企业制定更合理的刀具更换计划,延长刀具的使用寿命,提高生产效率和降低成本。
此外,数字孪生技术也是一种有效的刀具磨损在线监测与预估方法。
数字孪生是将实体系统和其相应的虚拟模型相连接的技术,通过数字孪生技术,可以实时监测刀具的工作状态、磨损情况和运行参数,并利用虚拟模型对刀具的寿命进行预测。
在这个过程中,实体系统的传感器数据被采集到虚拟模型中,并与实际刀具的状态进行比对和更新。
通过对比模型和实际状态的偏差,可以预测刀具剩余寿命,并提前进行刀具更换或维修,从而提高生产效率和降低生产成本。
总结而言,数控机床刀具磨损的在线监测与刀具寿命预估方法有传感器技术、机器学习算法和数字孪生技术等。
这些方法可以帮助企业实时监测刀具的磨损状态,并准确预估刀具的寿命,从而提高加工质量、降低生产成本。
数控机床铣床刀具磨损监测与分析技术
数控机床铣床刀具磨损监测与分析技术随着现代制造业的发展,数控机床在工业生产中扮演着重要的角色。
数控机床的精度和效率取决于刀具的质量和磨损情况。
因此,准确监测和分析数控机床铣床刀具的磨损程度,对工业生产的提升具有重要意义。
本文将介绍数控机床铣床刀具磨损监测与分析技术的应用和优势。
首先,数控机床铣床刀具磨损监测是通过各种先进的传感器和仪器来检测和记录刀具的磨损情况。
这些传感器可以实时监测刀具的温度、振动和切削力等参数,并将数据传输到计算机系统进行分析和处理。
通过监测刀具的磨损情况,可以及时判断刀具是否需要更换或修复,以避免因刀具磨损而导致的生产故障和质量问题。
其次,数控机床铣床刀具磨损监测与分析技术具有以下优势:1. 实时监测:传统的刀具监测方法需要停机才能进行,而数控机床铣床刀具磨损监测技术可以实时监测刀具的磨损情况,避免了停机造成的生产损失。
2. 自动化分析:监测系统可以自动分析刀具的磨损程度,并根据预设的规则和标准进行判断。
当刀具达到预设的磨损程度时,系统可以自动发出报警信号,提醒操作员对刀具进行维护和更换。
3. 数据分析:监测系统可以将刀具的磨损数据保存在数据库中,并进行统计和分析。
通过对数据的分析和比对,可以找出刀具的磨损规律和原因,为刀具的优化设计提供依据。
4. 节约成本:通过及时监测和分析刀具的磨损情况,可以避免因刀具磨损导致的工件浪费和设备损坏。
同时,也可以提前进行维护和更换,延长刀具的使用寿命,从而节约成本。
数控机床铣床刀具磨损监测与分析技术的应用推动了制造业的发展和提升。
在汽车制造、航空航天、模具制造等领域,数控机床铣床刀具磨损监测技术广泛应用,并取得了显著成效。
在汽车制造领域,数控机床铣床刀具磨损监测技术可以实时监测刀具的磨损情况,避免因刀具磨损带来的质量问题。
通过分析刀具的磨损规律和原因,可以优化刀具的设计和选择,提高汽车零部件的生产效率和质量。
在航空航天领域,数控机床铣床刀具磨损监测技术可以帮助航空发动机零部件的加工和检修。
UG编程中的刀具磨损监测与寿命
UG编程中的刀具磨损监测与寿命在数控机床加工过程中,刀具的磨损与寿命是一个非常关键的问题。
为了确保加工质量和工艺效率,对刀具的磨损程度进行监测和预测就显得尤为重要。
UG编程作为一种常用的数控编程软件,具备了丰富的功能和工具来实现对刀具磨损的监测与寿命的预测。
本文将从UG编程的角度出发,介绍刀具磨损监测与寿命预测的方法和步骤。
一、刀具磨损监测的原理与方法刀具磨损监测是通过对加工过程中刀具参数的实时监测,结合工艺数据分析,来判断刀具的磨损程度和寿命剩余情况。
UG编程提供了多种方法来实现刀具磨损的监测,以下是几种常用的方法:1. 刀具尺寸补偿:UG编程可以实现根据刀具磨损的情况,自动对刀具尺寸进行补偿。
通过设定刀补量和刀具磨损系数,UG编程可以实现刀具半径或长度的补偿,以达到加工精度的要求。
2. 实时监测:UG编程可以监测刀具的负载情况和工具接触时间,从而判断刀具是否出现异常磨损。
通过设定负载阈值和正常工作时间,UG编程可以及时报警并提醒操作人员更换刀具。
3. 轨迹模拟:UG编程可以进行刀具轨迹的三维模拟,通过对模拟结果进行分析,可以判断刀具是否出现了磨损或者其他异常情况。
根据模拟结果,可以及时作出调整或更换刀具的决策。
二、刀具寿命预测的步骤与注意事项刀具的寿命预测是在磨损监测的基础上进行的,通过对刀具的历史磨损情况和工件加工数据的分析,可以预测刀具的寿命并做出相应的决策。
UG编程提供了以下步骤来实现刀具寿命的预测:1. 数据采集与记录:在加工过程中,需要及时采集并记录相关的工艺数据和刀具磨损情况。
UG编程可以将这些数据存储在数据库中,方便后续的分析和预测。
2. 数据分析与处理:UG编程提供了丰富的数据分析工具,可以对采集到的数据进行处理和分析。
通过对历史加工数据和刀具磨损数据的统计与建模,可以找出刀具寿命与各项参数之间的关系,从而进行寿命的预测。
3. 寿命预测与优化:通过对数据的分析,UG编程可以做出对刀具寿命的预测。
数控机床刀具寿命的在线监测
数控机床刀具寿命的在线监测一、引言数控机床在现代制造业中扮演着重要的角色。
而作为数控机床的关键元素之一,刀具的寿命对加工质量和效率有着重要影响。
然而,传统的刀具寿命监测方法往往存在许多局限性。
为了解决这一问题,在线监测技术被引入到数控机床中,实现刀具寿命的准确监测。
本文将探讨数控机床刀具寿命的在线监测技术及其应用。
二、在线监测技术的原理1. 传感器技术传感器技术是实现数控机床刀具寿命在线监测的基础。
通过在数控机床中安装各种传感器,如振动传感器、加速度传感器和温度传感器等,可以对刀具的状态进行实时监测。
传感器采集的数据可以与预设的阈值进行比较,从而判断刀具的损坏程度和寿命。
2. 特征提取与分析传感器采集到的原始数据需要经过特征提取与分析的过程,以获得更加有效的监测结果。
常用的特征包括振动频率、幅值、温度变化率等。
通过分析这些特征,可以对刀具的磨损状况和寿命进行准确评估。
3. 数据处理与模型建立在线监测系统需要进行大量的数据处理和模型建立工作。
首先,需要对采集到的数据进行滤波、降噪等预处理操作,以去除干扰。
然后,可以利用机器学习算法和统计分析方法建立刀具磨损模型,实现对刀具寿命的预测。
三、应用案例1. 数控车床刀具寿命监测以数控车床为例,通过在线监测技术可以实现对刀具寿命的监测。
传感器安装在主轴和刀具支撑部分,可以实时监测切削力和振动情况。
通过对采集到的数据进行特征提取和分析,可以准确判断刀具的磨损程度,并及时更换刀具,以保证加工质量和效率。
2. 数控铣床刀具寿命监测在数控铣床中,刀具的寿命同样是一个重要的监测指标。
采用在线监测技术可以实时监测刀具的振动、温度和切削力等参数。
通过分析这些参数的变化,可以判断刀具的寿命,提前做好刀具更换的准备工作,从而避免因刀具损坏造成的生产停机和资源浪费。
四、在线监测技术的优势1. 实时性强传统的刀具寿命监测方法一般需要停机后进行,无法获得实时的监测结果。
而在线监测技术可以实时采集刀具的状态参数,可以及时预警和处理刀具的异常情况。
数控机床技术中的刀具寿命监测与管理
数控机床技术中的刀具寿命监测与管理引言数控机床在现代制造业中起着重要的作用,而刀具是数控机床的核心工具之一。
刀具的寿命直接影响加工效率和加工质量,因此有效监测和管理刀具寿命对于提高生产效率和降低生产成本具有重要意义。
本文将探讨数控机床技术中的刀具寿命监测与管理方法。
一、刀具寿命监测方法1. 物理监测方法物理监测方法是通过测量刀具在工作过程中的物理参数变化来判断刀具的寿命。
常用的物理参数包括切削力、振动、温度等。
通过实时监测和对比刀具正常状态下的物理参数,可以准确判断刀具是否需要更换。
2. 声学监测方法声学监测方法是通过采集刀具加工过程中产生的声音信号来判断刀具的寿命。
由于刀具磨损和断裂时产生的声音信号特征不同,因此通过分析声音信号的频谱和振幅可以准确判断刀具的寿命状态。
3. 光学监测方法光学监测方法是利用高分辨率相机或显微镜来观察刀具表面的磨损、划痕等变化,从而判断刀具的寿命状态。
光学监测方法可以提供直观、准确的刀具寿命信息,但需要高度专业的设备和技术支持。
二、刀具寿命管理方法1. 刀具使用记录与分析建立刀具使用记录,包括刀具进出库记录、刀具使用时间记录以及刀具磨损情况记录等。
通过对这些记录进行分析,可以了解不同刀具的寿命情况和磨损规律,从而制定合理的刀具更换策略。
2. 刀具定期检查与维护定期对刀具进行检查和维护是刀具寿命管理的重要环节。
检查刀具的磨损程度、刀尖磨损和加工表面质量等指标,及时进行刀具更换或刀具刃磨,以保证刀具的正常工作状态。
3. 刀具寿命预测模型建立基于历史数据和监测结果,可以建立刀具寿命预测模型。
该模型可以通过分析刀具寿命与切削条件、切削材料、切削方式等因素的关系,来预测刀具的寿命状态。
通过合理的预测模型,可以提前安排刀具更换,避免刀具寿命过短或过长导致的生产事故和资源浪费。
结论刀具寿命监测与管理是数控机床技术中的重要环节。
物理、声学和光学监测方法可以实时、准确地判断刀具的寿命状态。
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数控机床刀具磨损监测方法研究马旭1,陈捷2(1.南京工业大学金工实习中心,江苏南京 211800;2.南京工业大学工业装备数字制造及控制技术重点实验室,江苏南京 210009)摘要:数控机床刀具磨损监测对于提高数控机床利用率,减小由于刀具破损而造成的经济损失具有重要意义。
文章有针对性地回顾了国内外各种刀具磨损监测方法的研究工作,详细叙述了切削力监测法、切削噪声监测法、功率监测法、声发射监测法、电流监测法以及基于多传感器监测法等六种刀具磨损监测方法。
本文通过比较各种监测方法的优缺点,提出基于多传感器监测法是数控机床刀具磨损监测方法的未来发展的主要方向。
关键词:数控机床;刀具磨损;监测方法中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1006-0316 (2009) 06-0070-04Study of monitoring method for CNC tool wearMA Xu,CHEN Jie(1.Center of Metalworking Practice,Nanjing University of Technology,Nanjing 211800, China;2.School of Mechanical and Power Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China)Abstract:CNC tool wear monitoring has great importance in improving the utilization of CNC machine tools and in reducing the economic lossos due to the tool breakage. This article is well targeted in reviewing several researches on the study of various tool wear monitoring method at home and abroad. Six tool wear monitoring methods are described in detail, which are the cutting force monitoring, the cutting noise monitoring, the power monitoring, the sound launch monitoring, the electric current monitoring as well as the monitoring method based on the multi-sensor monitor. Comparing with the merits and demerits of each monitoring methods, the article suggests that the monitoring method based on the multi-sensor monitor would be the main direction of the development of CNC tool wear monitoring in the future.Key words:CNC;tool wear monitoring;Monitoring method刀具磨损在机械加工中是一种普遍存在的现象,刀具的磨损与磨损状态直接影响着机械加工的精度、效率及经济效益,研究刀具磨损可以大大提高机械加工效率,降低加工成本,具有较大的经济效应。
刀具磨损的在线监测是柔性制造系统研究工程的一个重要课题。
近年来,随着高性能CNC机床、FMS以及CIMS 的广泛应用,机械加工的效率、加工质量有了明显的提高,同时对全自动化生产也提出了更高的要求,操作人机比由原来的一对一发展到现在的一名操作人员操控多台设备的局面。
这样,数控机床系统能否自动监测刀具状态,及时了解正在使用的刀具磨损情况,从而根据刀具寿命、磨损量、刀具破裂等形式的刀具故障对刀具工作状态进行监控,并在刀具磨损达到设定磨损量时报警,就显得非常重要。
工业统计表明,刀具失效是引起机床故障的首要因素,由此引起的停机时间占数控机床总停机时间的1/5~1/3[1]。
切削加工中,如果刀具磨损不能及时发现,将导致整个加工过程的中断,引起工件报废,甚至整个系统的停止。
研究表明,数控机床配备刀具监测系统后可减少75%的故障停机时间,提高生产率10%~60%,提高机床利用率50%以上。
美国Kennamtal公司的研究表明,配备刀具监控系统的数控系统,能够节约加工费用达30%[2]。
因此研究开发智能监测技术,防止因刀具失效而引起的工件报废、设备损坏并保证机床无故障运行是很重要的[3]。
通常刀具磨损可以分为初期磨损、正常磨损和剧烈磨损三个阶段[4]。
刀具磨损过程可用图1表示。
图1 刀具磨损过程刀具磨损的监测方法[3]通常可以分为直接测量和间接测量两种方法。
其中直接测量法有:放电电流测量法、光纤测量法、微结构镀层法、电阻测量法、射线测量法以及计算机图像处理法等。
间接测量法主要是利用与加工有关的物理量,如切削力、扭矩、切斜体机、工件几何尺寸、工件表面质量、切屑形状、噪声或振动强度等,比较流行的主要有电流监测法和声发射监测法。
刀具状态监测的直接法有两个明显的缺点:一是要求停机检测,占用生产时间;二是不能检测出加工过程中出现的突然损坏,使其应用受到一定限制。
所以,间接法已成为国内外学者研究的主流。
1 刀具状态间接监测方法刀具状态的监测技术一般由传感器信号采集、信号处理及特征提取和状态识别器三部分组成。
刀具状态的监测系统最基本结构如图2所示。
图2 刀具状态监控系统的基本组成部分刀具状态监测系统中的传感器主要用于拾取切削过程中发出的各种信号,如切削力、振动、功率、声发射、电流信号等。
1.1 刀具状态的切削力监测法广泛的研究证明[5,6],在切削过程中,切削力、切削力矩、切削分力的比值或比值的变化率与刀具的磨损或破损有直接的内在联系,而且切削力信号可以通过普通的电阻应变仪或压电传感器方便的获得。
一般的切削力随刀具磨损的增加而增加。
S.Jetly[7]的实验结果表明:在车削过程中进给力对刀具磨损比主切削力敏感。
但R.Uehara [8]的研究认为主切削力最能反映刀具的磨损程度。
华北电力大学的康文利[9]等人设计了基于LABVIEW 的切削力数据采集及存储系统。
该系统应用程序包括三向切削力数据采集与存储、切削力波形显示与回放、实验数据统计分析(误差分析、异常数据处理等)、切削温度经验公式创建等。
Y .choi[10]等人设计了采集X 、Y 、Z 三个方向上的切削力信号的实验系统,来研究切削力与刀具磨损量之间的关系。
现在,众多的研究者致力于提高切削力监测的灵敏度。
其一是考虑切削力的测定部位,它应尽量靠近切削区;其二是怎样选择测定三个方向的切削力;此外,还应考虑切削分力的比值或比值变化率。
1.2 刀具状态的切削噪声监测法在切削加工过程中测得的声音信号中含有大量有关切削状态的信息,因而可以利用声音信号监测刀具的状态。
A. B. Sadat [11] 等人发现刀具和工件间的摩擦噪声声级在.73~3.5 kHz 的频域内,钝刀比新刀高约15 dB 。
在磨损初期噪声声级明显上升而后趋于平稳。
当切削速度提高时,噪声声级下降,而刀具的悬臂增大时,噪声声级变大。
L. C. Lee [12] 发现在大多数工件材料组合及工况下,4~6 kHz 频率附近存在一个切削噪声的特征频率,其声压级与刀具的磨损有很好的相关性。
在急剧磨损前该声压级呈下降趋势。
1.3 刀具状态的功率监测法当各种刀具在正常切削时候,其功率变化率是增大或者减小的,但不会发生突变。
一旦刀具破损时,功率变化率远远大于正常切削时候的功率变化率。
因此,实时测量切削功率,对切削功率进行微分,分析切削功率的变化率可以判别刀具是否发生破损[13]。
南华大学的欧阳惠斌[14]介绍一种以刀具切削功率变化率为采集信号,利用单片机进行处理与判断,实现加工过程刀具破损在线监测的系统组成和工作原理,讨论了提高刀具破损报警准确性的措施。
1.4 刀具状态的声发射监测法声发射(Acoustic Emission ,简称AE )刀具监测技术是近期内发展起来,被公认是一种最具潜力后刀面磨损量/ V B切削时间t的新型监测技术之一,是指当材料受外力或内力作用而产生变形断裂时,以弹性波的形式释放能量的现象[15]。
在金属的切削过程中,存在着很多声发射源,如三个切削区材料的弹性变形,工件与刀具之间的摩擦,切屑的折断,刀具的破损等。
当刀具发生磨损和破损时,所发出的声发射信号将发生变化。
声发射信号是一种高频表面波,在传播过程中衰减很快。
一般采用压电传感器拾取信号并尽量靠近切削区。
AE检测是声学无损检测的重要方法,当材料的内部结构发生变化,如滑移变形,裂纹扩展等时才能引起能量释放,才能发声,因此AE监测是一种动态无损监测方法。
目前,在声发射监测中所采用的特征量有均方根值(RMS)能量分析,振铃计数,幅值分布和频谱分析等。
T.Blum[16]等研究了切削条件的变化对声发射信号的RMS、计数率等的影响,发现声发射信号的RMS值随刀具后刀面磨损程度的加剧而增加,并且随切削用量的加大而增加;计数率与切削速度和进给量成线性增加关系,而总的声发射事件发生率随进给量的增加而减少。
上海交通大学的赵曙伟[17]等发现刀具破损时声发射信号能量主要集中在340 kHz 左右,持续时间短(0.4~0.6 ms),能量大,并且能量幅值依破损面积的大小而相应变化。
研究结果表明,表征刀具磨损的声发射信号特征量受切削参数的影响很大,因此如何区分由刀具磨削和切削参数变化而引起的特征量的变化十分重要。
1.5 刀具状态的电流监测法采用监测电机电流信号监测刀具磨损,是现在比较流行的监测刀具磨损的一种新方法。
在切削过程中,当刀具发生磨损和破损时,切削力相应发生变化,切削力的变化引起电机输出转矩发生变化,电动机的功率随之增大,进而导致电机电流发生相应的变化[18]。
电流监测法正是通过监测电机电流的变化,实现间接在线实时判断刀具的磨损和破损。
南昌大学的冯艳[19]等人在LABVIEW技术的基础上,实现了机床主轴电动机电流信号的采集、存储和分析;在线监控电流的变化情况,反映出了刀具的磨损状况,提出了主轴电流与切削参数之间的数学模型。
并用实验验证了该系统的有效性和实用性。