刀具磨损在线监测技术研究的探讨 (1)

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刀具磨损监测技术的研究现状及发展趋势

刀具磨损监测技术的研究现状及发展趋势

刀具磨损监测技术的研究现状及发展趋势
一、研究现状
截止目前,刀具磨损监测技术已经发展了很长一段时间,从传统试剂盒和一般机械手检测刀具磨损至今,近几十年来出现了很多新技术,从机械方面到电子,从传感器到传感器封装、信号处理,从视觉技术到先进信号处理等,均有重大进展。

近年来,越来越多的研究者将技术运用到刀具磨损的测量上,使得刀具磨损监测技术不仅成为一个研究热点,而且取得了许多飞跃式的进步。

主要包括以下几方面:
(1)传感器技术的发展。

传感器已经发展到可以获得更精确、更稳定、更鲁棒的测量结果,检测刀具磨损程度的精度也越来越高。

例如,电容式传感器、磁性传感器、光电力学传感器等,能有效地测量刀具磨损程度的变化,从而可以更好地确定刀具的磨损程度。

(2)信号处理技术的发展。

由于刀具磨损的过程比较复杂,传感器所采集的原始信号需要进一步加工处理。

传统的数字信号处理技术只能通过低通滤波器、滤波器等方式进行简单的处理,得到的结果不够准确。

近年来,智能信号处理技术,如模糊控制、神经网络等,能够更好地滤除噪声,获得更准确的信号,从而更准确地检测刀具磨损程度。

刀具磨损检测与预测技术研究

刀具磨损检测与预测技术研究

刀具磨损检测与预测技术研究在现代制造业中,刀具是非常重要的一种关键工具。

刀具的磨损程度和使用寿命直接影响到制造品质和生产效率。

因此,刀具的磨损检测和预测技术研究对于保证生产质量和提高生产效率具有重要意义。

1. 刀具磨损检测技术刀具磨损检测技术是指通过对刀具磨损程度进行实时检测,以便及时更换或修整刀具,从而避免因为刀具磨损而造成的制品质量下降和生产效率降低。

目前,刀具磨损检测技术主要有以下几种:1.1 视觉检测视觉检测是指通过对刀具表面图像进行分析,判断刀具的磨损程度。

这种方法不仅简单易行,而且精度较高。

在线视觉检测可以对刀具磨损情况进行实时监测,并及时报警或提醒操作人员更换或修整刀具。

1.2 声波检测声波检测是指将刀具产生的声波信号通过传感器进行检测和分析,从而确定刀具的磨损程度。

这种方法适用于各种材料和加工过程,精度相对较高。

由于声波检测可以进行实时监测,因此可以及时发现并处理刀具的磨损问题。

1.3 电流检测电流检测是指将磨损的刀具作为一根导体,通过旋转工件时产生的磁阻变化来产生电流。

这些电流可以被检测并用于确定刀具磨损的程度。

此种方法可以应用于不同种类的金属材料和不同的工艺过程中。

1.4 加工力检测加工力检测是指通过监测切削加工时刀具产生的加工力,对刀具的磨损程度进行估计。

这个方法可以用于监测不同材料的切削加工力并将其与磨损程度相关联。

此种方法很少用于在线检测,但在一些实验室环境和精密机械加工领域有应用。

2. 刀具磨损预测技术刀具磨损预测技术是指通过对刀具使用和工艺参数进行建模,并对刀具寿命进行预测。

这种方法可以帮助制造商和加工企业进行更好的生产规划和管理,尽可能地降低生产成本,并保证产品质量。

目前,刀具磨损预测技术主要有以下几种:2.1 基于相似样本的预测方法基于相似样本的预测方法是一种将历史数据和当前数据进行比对,以判断刀具寿命的方法。

在这种方法中,监测数据会被分成许多小段,并与以前的数据进行比较。

刀具磨损监测及在线补偿控制技术研究

刀具磨损监测及在线补偿控制技术研究

刀具磨损监测及在线补偿控制技术研究随着现代制造业的发展,刀具在机械加工中扮演着举足轻重的角色。

然而,由于刀具在工作中不可避免地会出现磨损,这给生产效率和制品质量带来了一定的负面影响。

为了保障加工质量和延长刀具寿命,刀具磨损监测及在线补偿控制技术应运而生。

刀具磨损监测是刀具管理中的重要环节。

传统的刀具磨损监测一般通过人工观察、测量和记录进行。

然而,这种方法存在着很多局限性,包括人工观察数据的主观性、不及时的监测以及对操作人员的专业要求较高等问题。

因此,迫切需要开发出更加准确、自动化的刀具磨损监测技术。

近年来,随着传感器技术的发展,基于传感器的刀具磨损监测技术逐渐成熟。

例如,利用振动信号进行刀具磨损监测已经取得了很好的效果。

振动信号与刀具磨损之间存在一定的相关性,通过对振动信号的实时监测和分析,可以准确判断刀具是否已经磨损到需要更换的程度。

此外,通过信号处理和模式识别技术,还可以对不同刀具磨损程度进行分类和预测。

这种基于振动信号的刀具磨损监测技术具有非常广阔的应用前景。

除了刀具磨损监测技术,刀具在线补偿控制技术也是提高加工效率和质量的重要手段。

刀具在线补偿控制技术主要通过实时监测和反馈刀具磨损信息,并在加工过程中进行自动补偿,以保持切削参数的恒定,确保加工精度和表面质量。

这种技术的核心是刀具磨损预测和自适应控制算法的研究。

通过建立刀具磨损预测模型,可以准确预测刀具磨损的发展趋势和程度。

然后,根据预测结果,结合自适应控制算法,实时调整加工参数,实现刀具在线补偿控制,从而达到精确加工的目的。

刀具磨损监测及在线补偿控制技术的研究目前面临一些挑战。

首先,刀具磨损监测技术需要解决传感器固定和精度等问题。

特别是在高速和高精度加工中,传感器的安装位置和准确度对监测结果的可靠性有着重要影响。

其次,刀具在线补偿控制技术需要解决实时性和稳定性问题。

不仅要及时获取刀具磨损信息,还要通过控制算法实现切削参数的实时调整,这对算法的复杂度和硬件系统的稳定性提出了更高的要求。

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

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。

刀具磨损监测与预测技术研究

刀具磨损监测与预测技术研究

刀具磨损监测与预测技术研究刀具是现代工业生产中不可或缺的工具之一,其质量的好坏直接影响着加工效率和产品质量。

然而,刀具在长时间的使用过程中不可避免地会出现磨损现象,导致其性能下降甚至失效。

因此,刀具磨损监测与预测技术的研究显得尤为重要。

一、刀具磨损的类型与影响因素刀具的磨损主要表现为刀尖磨损和刀面磨损两种类型。

刀尖磨损主要是因为切削速度过高造成的高温烧伤,而刀面磨损主要是由于材料的磨削和冲击引起的。

刀具的磨损程度受到多种因素的影响,在实际加工中往往是多种因素综合作用的结果。

刀具材料的硬度、切削速度、切削力、切削液等都会对刀具磨损产生影响。

二、刀具磨损监测技术的研究现状目前,刀具磨损监测主要有离线和在线两种方式。

离线监测一般是通过拆卸刀具后对其进行人工观察和测量,再根据一定的标准来评估其磨损程度。

虽然这种方法可以在加工过程中搜集到大量的刀具磨损数据,但由于其需要停机检测,导致监测周期长,反应迟缓,部分磨损情况无法及时得到监测。

在线监测则是一种可以在切削过程中通过传感器实时监测刀具磨损情况的方法。

常见的在线监测技术有声发射、振动、电流和红外热像等。

声发射技术通过检测刀具的声波信号变化来判断刀具的磨损程度;振动监测则是通过检测刀具的振动信号来评估其磨损情况;电流监测是通过测量切削电流的变化来判断刀具磨损;红外热像技术则是通过热像仪测量刀具在加工过程中的温度分布来评估其磨损情况。

这些在线监测技术在不同的工况下具有一定的适用性,但仍然存在着监测结果受到外界环境干扰的问题。

三、刀具磨损预测技术的研究进展刀具磨损预测技术是指通过对刀具的历史使用数据进行分析和建模来预测其未来磨损情况的方法。

这种方法可以及时发现刀具的磨损趋势,提前进行刀具的更换或维修,从而保证加工过程的稳定性和效率。

刀具磨损预测技术主要包括基于规则的方法和基于模型的方法。

基于规则的方法主要是通过建立一系列的经验规则,将刀具的使用数据与磨损状态进行对应,利用这些规则来进行刀具磨损预测。

刀具磨损检测与预测技术研究

刀具磨损检测与预测技术研究

刀具磨损检测与预测技术研究一、前言随着制造业的快速发展,机械加工业在制造领域中占据着重要的地位,其中刀具是机械加工过程中必不可少的工具,而刀具的性能直接影响到零部件加工的质量和效率。

刀具的磨损是制约加工质量和效率的关键因素之一,因此,研究刀具磨损检测和预测技术,对制造业具有非常重要的意义。

二、刀具磨损检测技术刀具磨损既可以通过目视检测也可以通过非接触式磨损检测实现。

目视检测是针对手工检测,依靠人眼直接观察或者使用放大镜、探测仪等适当工具进行检测。

目视检测操作简单,成本较低,但检测结果存在主观性、精度不高等缺陷。

非接触式刀具磨损检测是针对自动化刀具监测,其监测原理基于刀具利用声音、光学、振动等特性产生的信号。

非接触式刀具磨损检测具有无需人工干预、自动化程度高、精度较好等优点。

1. 目视检测目视检测是刀具磨损检测中最常用的方法之一,其检测方法主要包括目视外观检测、小孔检测和高倍放大检测。

目视外观检测主要是通过肉眼、放大镜等看刀具刃部的情况,通过比对磨损前后的状态来判断磨损情况。

但缺点也较明显,由于经验、观察角度和精细度等影响,检测结果存在较大的主观性。

小孔检测是通过针对刀具刃部设置一定大小的检测孔,通过检测孔的形态和大小来判断刀具磨损情况。

它的主要优势在于能够降低操作人员的主观性,但是小孔的设置需要考虑很多因素,例如检测的精度、刀具材料、检测装置等,并且检测难度较大、成本较高。

高倍放大检测主要是通过显微镜、电子显微镜等放大镜具体观察刀具刃部的实际情况,一般通过标准形貌进行比对,确认磨损程度。

这种方法的优点在于视野比较清晰,对于一些微观磨损的检测能够有比较好的检测结果,但缺点在于过于依赖仪器和检测人员的经验。

2. 非接触式检测非接触式刀具磨损检测常用的技术包括声音监测、光学检测和振动监测。

在声音监测方面,利用声波检测刀具磨损的方法是将麦克风放在工具主轴附近进行检测,当刀具表面摩擦时会发出特定的声波信号,通过识别不同的信号,可以判断出磨损程度。

刀具磨损状态检测与预测算法研究

刀具磨损状态检测与预测算法研究

刀具磨损状态检测与预测算法研究近年来,随着制造业的快速发展,刀具磨损状态的检测与预测成为了重要的研究课题。

刀具在加工过程中的磨损状态直接影响着加工质量和加工效率。

因此,开发一种准确可靠的刀具磨损状态检测与预测算法对于提高生产效率和降低成本具有重要意义。

刀具磨损状态的检测与预测是一项复杂的技术任务,需要利用先进的数据处理和分析方法来实现。

常见的方法包括机器学习、神经网络、遗传算法等。

其中,机器学习方法被广泛应用于刀具磨损状态检测与预测领域,其优势在于可以处理高维度的数据,发现隐含的规律和模式。

针对刀具磨损状态的检测,可以利用机器学习算法对采集到的刀具振动、温度、声音等多种传感器数据进行分析。

通过建立合适的特征提取和选择模型,可以有效地判断刀具的磨损程度。

例如,可以采用支持向量机(SVM)算法来训练一个分类模型,在不同磨损状态下对新的数据进行分类。

同时,也可以利用PCA (Principal Component Analysis)等降维算法来提取最相关的特征,以减少数据维度和复杂度。

除了磨损状态的检测,对于刀具磨损状态的预测也是非常重要的。

通过建立合适的模型,可以根据刀具过去的使用情况来预测其未来的磨损状态,从而提前进行维护和更换。

在预测模型的建立方面,可以采用深度学习算法来构建一个基于序列数据的预测模型,例如循环神经网络(RNN)或者长短时记忆网络(LSTM)。

这些模型可以学习到刀具磨损状态的时间序列特征,并进行准确的预测。

在刀具磨损状态检测与预测的研究中,数据的采集和处理是非常关键的步骤。

在数据采集方面,可以使用各种传感器来获取刀具的振动、温度、电流等实时数据。

同时,也可以结合图像处理技术,对刀具表面的变化进行监测和分析。

在数据处理方面,需要进行有效的信号滤波、特征提取和数据清洗,以减少噪声和提高算法的准确性。

另外,刀具磨损状态的检测与预测算法的研究还面临一些挑战。

首先,不同刀具材料和加工条件下的磨损特性存在差异,需要针对不同情况进行模型的优化和调整。

刀具磨损监测与实时补偿控制技术研究

刀具磨损监测与实时补偿控制技术研究

刀具磨损监测与实时补偿控制技术研究刀具磨损监测与实时补偿控制技术研究引言刀具在加工过程中由于摩擦和冲击等作用,会逐渐磨损,进而影响加工质量和效率。

为了保持加工过程的稳定性,需要对刀具的磨损进行监测,并实时进行补偿控制。

本文旨在对刀具磨损监测与实时补偿控制技术进行研究,提出一种可行的解决方案。

一、刀具磨损监测技术1. 监测指标刀具磨损的程度可以通过测量不同参数来评估。

常见的监测指标包括切削力、振动、温度和声音等。

其中,切削力是最常用的监测指标之一,可以通过力传感器进行测量。

振动也是一种常见的监测指标,可以通过加速度传感器进行测量。

温度的变化可以反映刀具的摩擦情况,可以通过红外测温仪或热电偶进行测量。

声音的变化可以反映刀具与工件的摩擦情况,可以通过麦克风进行测量。

2. 监测方法刀具磨损的监测方法多种多样,根据监测指标的不同,可以选择不同的方法。

对于切削力的监测,可以通过牵引力传感器或剪切力传感器进行测量。

对于振动的监测,可以通过加速度传感器或振动传感器进行测量。

对于温度的监测,可以通过红外测温仪或热电偶进行测量。

对于声音的监测,可以通过麦克风进行测量。

此外,还可以使用非接触式的监测方法,如红外摄像头、激光测距仪等。

二、刀具磨损实时补偿控制技术1. 补偿方法刀具磨损的实时补偿方法有多种,根据补偿的原理和方式的不同,可以选择不同的方法。

常见的补偿方法包括刀具半径补偿、刀具长度补偿和刀具补偿。

刀具半径补偿是指根据刀具磨损的情况,自动调整加工程序中的半径值,以保持加工精度。

刀具长度补偿是指根据刀具磨损的情况,自动调整加工程序中的长度值,以保持加工精度。

刀具补偿是指根据刀具磨损的情况,自动调整加工程序中的刀具参数,以保持加工精度。

2. 控制方法刀具磨损的实时补偿控制方法有多种,根据控制的原理和方式的不同,可以选择不同的方法。

常见的控制方法包括开环控制和闭环控制。

开环控制是指根据预先设定的规则或模型,对刀具磨损进行补偿。

使用机器视觉技术的刀具磨损检测研究

使用机器视觉技术的刀具磨损检测研究

使用机器视觉技术的刀具磨损检测研究刀具磨损检测是制造业中非常重要的一个环节,它直接关系到刀具的使用寿命、加工质量以及生产效率。

传统的刀具磨损检测方法通常依赖于人工目测,这种方式不仅耗费时间和人力,而且容易出现判断误差,无法满足现代制造业高效、智能化的需求。

因此,引入机器视觉技术进行刀具磨损检测逐渐成为研究的热点。

机器视觉技术是一种以图像处理和模式识别为基础的视觉信息处理技术。

利用计算机对图像进行获取、处理、分析和理解,可以实现对刀具磨损状态的自动检测和评估。

下面将基于机器视觉技术的刀具磨损检测研究进行详细探讨。

首先,机器视觉技术的刀具磨损检测需要建立一个能够有效提取和表示刀具磨损特征的模型。

常用的特征包括切削刃的宽度、切削角度、切削刃形状等。

研究者们通过对不同磨损程度下的切削刃进行图像采集和处理,利用图像处理算法提取特征并建立相应的模型。

其次,为了提升刀具磨损检测的准确性和稳定性,研究者们尝试将多种机器视觉技术相结合。

例如,利用图像处理中的边缘检测、颜色分割、纹理分析等算法来提取切削刃的特征。

同时,也可以利用机器学习算法,如支持向量机、神经网络等模型,训练和优化刀具磨损检测模型,使其能够更好地识别出刀具的磨损程度。

此外,机器视觉技术的刀具磨损检测还可以结合传感器技术实现实时监测和预警。

传感器可以实时采集刀具的振动、温度、电流等数据,通过与机器视觉技术相结合,可以实现对刀具磨损状态的实时监测和预警。

这种联合检测方式能够提高刀具磨损检测的精度和灵敏度,从而在制造过程中及时掌握刀具的磨损情况,避免因刀具磨损而造成的加工质量下降和设备损坏。

另外,随着深度学习技术的发展,研究者们开始探索将深度学习算法应用于刀具磨损检测中。

深度学习算法具有强大的图像处理和模式识别能力,可以自动学习并提取图像中的高级特征。

通过对大量的刀具磨损图像进行训练,深度学习模型可以准确地识别不同磨损程度的刀具。

这种基于深度学习的刀具磨损检测方法不仅准确率高,而且具有一定的鲁棒性,可以适应不同工况下的刀具磨损检测需求。

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

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检测技术研究

机械加工中的刀具磨损检测技术研究

机械加工中的刀具磨损检测技术研究一、背景介绍刀具是机械加工中不可或缺的工具之一,但由于机械加工过程中的高温、高压等因素的影响,会导致刀具表面的磨损和损伤,致使生产过程出现品质问题,影响工作效率和产品质量,因此刀具磨损检测技术的研究显得尤为重要。

二、刀具磨损检测技术1.外观检测法外观检测法是刀具磨损检测中最为常用的方法。

通过观察刀具表面的形态变化,判断其磨损情况。

这种方法简单易行,但不能对刀具进行精确的磨损量分析。

2.光学检测法光学检测法是利用光学显微镜,观察刀具表面具体的磨损情况。

场效应扫描电镜技术可以研究刀具表面形貌的磨损情况,从而了解磨损的具体情况,并且可以通过对比原始刀具和磨损刀具的显微照片得到更加精确的磨损量分析。

3.声发射检测法声发射检测法是通过检查刀具在加工过程中产生的声音来判断其磨损问题。

当刀具表面产生磨损或结构变形时,抽象了一个特定的声波,这种方法可以精确分析磨损量,并且对于刀具磨损预警和故障分析具有较高的准确性。

4.振动检测法振动检测法是通过检测刀具和机床之间的振动,判断刀具的磨损情况。

当刀具表面产生磨损或结构变形时,机床和工件之间的振动就会发生改变。

这种方法可以对刀具磨损情况进行分析,并提供预警和保养建议。

三、刀具磨损检测技术的应用1.刀具健康诊断刀具磨损检测技术可以检测刀具的精确磨损量,并及时诊断刀具的健康状况,为操作人员提供准确的数据和信息,从而优化机械加工过程,提高产品质量和生产效率。

2.刀具磨损控制采用刀具磨损检测技术,可以实时的监测刀具的磨损情况,对于维护和保养提供了实时的数据基础,从而控制刀具的磨损情况,延长刀具的使用寿命,并减少机械加工过程中产生的废品率。

3.刀具维修建议刀具磨损检测技术可以分析刀具的性能参数,这些参数可以用于提供刀具保养和维修方向建议。

当刀具磨损达到一定的程度时,可以提供更换或修理的建议,保证机械加工过程中的正常运转。

四、刀具磨损检测技术的新发展随着科学技术的发展,机器学习、人工智能和大数据技术的应用推动着机器加工行业向智慧制造方向发展,为了实现机器加工过程的更高效、更安全、更可靠,未来的刀具磨损检测技术也将不断创新。

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

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。

机械加工刀具磨损在线监测方案

机械加工刀具磨损在线监测方案

机械加工刀具磨损在线监测方案一、机械加工刀具磨损在线监测的重要性随着工业自动化和智能制造的快速发展,机械加工过程中的效率和精度要求越来越高。

刀具作为机械加工中不可或缺的工具,其磨损状态直接影响加工质量、生产成本和设备安全。

因此,对刀具磨损进行实时监测,并及时采取相应措施,对于提高生产效率、降低成本、保证产品质量具有重要意义。

1.1 刀具磨损对加工质量的影响刀具磨损会导致加工表面粗糙度增加,尺寸精度下降,甚至出现加工缺陷,影响产品的整体质量。

通过在线监测刀具磨损,可以及时发现并更换磨损刀具,保证加工过程的连续性和稳定性。

1.2 刀具磨损对生产成本的影响刀具磨损过快会增加刀具更换的频率,从而增加生产成本。

通过在线监测,可以合理规划刀具的更换周期,减少不必要的浪费,降低生产成本。

1.3 刀具磨损对设备安全的影响刀具磨损严重时可能会导致刀具断裂,甚至损坏机床,造成设备事故。

在线监测可以预防此类事故的发生,保障设备和操作人员的安全。

二、机械加工刀具磨损在线监测技术为了实现刀具磨损的在线监测,目前已经发展出多种监测技术,包括声学监测、振动监测、力矩监测、温度监测等。

这些技术各有优缺点,适用于不同的加工环境和需求。

2.1 声学监测技术声学监测技术通过分析刀具在加工过程中产生的声波信号,来判断刀具的磨损状态。

该技术具有安装简便、成本低廉的优点,但容易受到环境噪声的干扰。

2.2 振动监测技术振动监测技术通过测量刀具或机床的振动信号,来评估刀具的磨损程度。

该技术对刀具磨损的敏感性较高,但对信号处理和分析的要求较高。

2.3 力矩监测技术力矩监测技术通过测量刀具在加工过程中的切削力矩,来判断刀具的磨损状态。

该技术对切削力的测量精度要求较高,适用于大批量、高精度的加工需求。

2.4 温度监测技术温度监测技术通过测量刀具在加工过程中的温度变化,来评估刀具的磨损程度。

该技术对温度的测量精度要求较高,适用于高温环境下的加工过程。

刀具磨损量在线检测技术研究

刀具磨损量在线检测技术研究

AE信号的基本特征
• (1)AE信号上升时间很短,约llμs左右。 (2)AE信号有很宽的频率范围,从次声到超 声(30MHz)。 (3)AE信号一般是不可逆的,即具有不复现 性。 (4)AE信号的产生不仅与宏观因素有关,还 跟微观因素有关,具有随机性。 (5)抗干扰能力强,AE信号受切削参数和刀 具几何参数的影响较小。
传感器选择及安装
• AE信号一般是用压电式传感器拾取 。 • 对于一般数控车削加工来说,可以直接安装在车 刀刀杆的后端部,但对于铣削、钻削和加工中心 来说,就不能安装在刀具上了 。 • 实践证明,磁流体作为AE信号的传导介质,用于 检测刀具旋转及自动换刀的加工中心上刀具磨损 时的AE信号是最理想的。
基本原理
• 利用压电传感器,收集刀具切削过程中所 产生的声发射信号(AE),经过信号放大、 滤波、分析,从而得到刀具磨损量。
系统框图
• 信号产生到数据处理
声发射信号 压电传感器 前置放大器 滤波器
检测器 计算机 环境电参数监测
AE信号
• 物体在状态改变时自动发出声音的现象, 称为声发射(AE)。 • 在刀具切削过程中产生AE信号的信号源有: 工件的断裂,工件与刀具的磨损,切削的 变形,刀具的破损及工件的塑性变形等
• 通过对刀具磨损量在线检测技术的学习, 使自己深刻认识在线检测在现代工业中的 重要应用。 • 加深对在线检测的理解,掌握其与传统检 测技术相比的优劣,并学会应用。
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系统设计的关键
• 该系统设计最关键的是信号的采集。 • 选用合适的传感器对AE信号进行监测,以 及对不同加工方法如:铣削、钻削等,安 装方式的不同
总结
• 刀具磨损在线实时监测是自动化加工生产 线中一个困难而又重要的问题。 • 它是实现生产过程自动化、无人化,保证 产品质量,提高生产效率,减少设备故障 的重要手段。 • 由于实际切削过程中环境恶劣、刀具和工 件的多样性、采集数据离散性大等因素, 使得实际监测存在很大的困难。

刀具磨损在线监测技术研究的探讨

刀具磨损在线监测技术研究的探讨

刀具磨损在线监测技术研究的探讨-工程论文刀具磨损在线监测技术研究的探讨贾娜 JIA Na;马雪亭 MA Xue-ting(东北林业大学机电工程学院,哈尔滨 150040)(Mechanical and Electrical Engineering College of Northeast Forestry University,Harbin 150040,China)摘要:本文对近几年刀具磨损在线技术的研究进行探讨,得出间接测量方法较直接测量方法灵活,但直接测量方法敏感性更强。

Abstract: This paper discusses the research of the tool wear on-line monitoring technology. It is concluded that the method of the indirect measurement is more flexible than the direct measurement, and the method of the direct measurement is more sensitive than the indirect measurement.关键词:刀具磨损;监测信号;间接测量Key words: tool wear;check signature;indirect measurement中图分类号:TH161 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)34-0057-02基金工程:黑龙江省青年科学基金工程资助(QC06C002)。

作者简介:贾娜(1975-),女,黑龙江齐齐哈尔人,副教授,硕士研究生导师,研究方向为机械设计、木质材料加工、木材加工刀具;马雪亭(1990-),男,山东滨州人,研究生,研究方向为现代林业与木工机械设计及理论。

1 间接测量刀具磨损的研究1.1 建立声发射信号与刀具磨损状态的关联性声发射信号来自于切削区域,受外界影响较小,且具有准确度高、灵敏性好、响应速度快等优势,适合刀具破损的监控。

刀具磨损检测与预测的方法研究

刀具磨损检测与预测的方法研究

刀具磨损检测与预测的方法研究刀具磨损是制造业生产中不可避免的问题,它直接影响到生产效率和产品质量。

因此,研究刀具磨损的检测与预测方法对于提高制造业的生产效率具有重要意义。

一、传统的刀具磨损检测方法在过去,人们通常使用肉眼观察的方法来判断刀具磨损的程度,这种方法存在着主观性强、准确度低的问题,很难得到准确的结果。

随着科技的不断发展,人们开始尝试使用一些数字化的方法来监测刀具磨损。

例如,通过刀具表面的声波信号分析、图像处理等方法,可以获得比较准确的磨损程度信息。

二、数字化技术在刀具磨损检测中的应用随着数字化技术的迅速发展,人们开始将其应用于刀具磨损的检测与预测中。

其中,机器学习和人工智能技术是近年来得到广泛研究和应用的方法之一。

在机器学习领域,人们可以通过建立合适的模型来实现刀具磨损的预测。

例如,可以采集大量的刀具使用数据与磨损程度的关系,在此基础上建立预测模型。

这些模型可以根据不同的传感器数据,如刀具温度、振动等,实现实时或离线的刀具磨损预测。

另外,人工智能技术也可以应用于刀具磨损的检测与预测中。

通过深度学习方法,可以将刀具磨损的图像进行识别和分析,从而准确地判断刀具的磨损程度。

这种方法不仅可以实现高效的刀具磨损检测,还可以提供实时的预测结果,提前预警可能出现的刀具问题。

三、数字化方法在刀具磨损检测中的优势相比传统的刀具磨损检测方法,数字化方法具有以下几个优势。

首先,数字化方法的检测准确性更高。

通过采集和分析刀具的各种数据,可以更加准确地判断刀具的磨损程度,避免了人为主观判断的误差。

其次,数字化方法可以实现实时监测。

传统的磨损检测方法往往需要停机进行观察和判断,造成了生产效率的浪费。

而数字化方法可以实时采集和分析数据,可以随时随地地对刀具的磨损情况进行监测。

最后,数字化方法为制造业提供了更高的自动化水平。

利用机器学习和人工智能技术,可以建立智能化的刀具磨损预测系统,实现对刀具磨损的自动监测和预测。

金属加工过程中刀具磨损检测技术研究

金属加工过程中刀具磨损检测技术研究

金属加工过程中刀具磨损检测技术研究金属加工是现代化生产制造的重要部分,但是随着生产的高效化和快速化,刀具磨损成为了影响加工质量和效率的一个重要因素。

因此,开发可靠的刀具磨损检测技术,成为了制造业中一个重要的技术难点。

本文将从检测技术发展、常见检测方法、磨损监测和刀具寿命预测等几个方面进行阐述。

一. 检测技术发展近年来,随着科技的不断进步和创新,刀具磨损检测技术也得到了较大的发展。

目前可用的检测技术主要包括接触式感应技术、非接触式感应技术、视觉检测技术、声学检测技术和振动检测技术等多种方法。

其中,非接触式感应技术的应用最为广泛,包括激光扫描和红外测温等。

二. 常见检测方法1. 直接计算法刀具磨损的计算方法最简单的就是直接计算法。

该方法是根据刀具初始几何参数和加工量,通过比较初始值和加工后值所计算得到的几何参数之间的偏差来反推出磨损量。

但该方法只适用于轻微的磨损程度,精度较低。

2. 光学测量法光学测量方法可以测量刀具的磨损、偏移等几何参数,并能够输出三维图像。

该方法可以通过控制照射光源和观察角度等参数来获取更为精准的磨损值。

但是,光学测量方法对刀具的表面状态和环境条件要求较高,不适用于需高加工柔性的刀具。

3. 声发射检测法声发射检测技术是利用刀具在加工过程中的声波信号,实现对刀具磨损、断裂和裂纹等缺陷的检测。

该方法可以通过分析声波信号来确定刀具的磨损程度和破损位置等信息,但是检测过程中需要对刀具进行人工敲击,一定程度上受制环境因素的影响。

三. 磨损监测刀具磨损的监测和预测是制造业实现自动化生产的关键环节之一。

磨损监测应以非停机状态为基础,实现对刀具的实时监测并及时预警磨损的情况。

目前,磨损监测主要采用信号分析、特征提取和统计分析等方法,对于非常规、复杂的加工条件,可以结合专家系统和人工智能技术,进行更为深入的研究和分析。

四. 刀具寿命预测刀具寿命的预测是指根据刀具在加工中的磨损和断裂等状况,通过数学和统计方法来预测刀具的使用寿命。

刀具磨损在线监测技术的研究和应用

刀具磨损在线监测技术的研究和应用

刀具磨损在线监测技术的研究和应用随着先进制造业技术的不断发展,对于刀具磨损在线监测技术的研究和应用也越来越重要。

因为刀具作为制造行业中必不可少的工具,其磨损情况直接影响到加工质量和效率,而在生产过程中实时进行磨损监测则可以避免一些不必要的损失和浪费。

近年来,国内外专家学者对于刀具磨损在线监测技术进行了深入的研究,并已经取得了一些令人瞩目的成果。

如今,基于机器视觉、声学、振动等技术的刀具磨损在线监测系统已经广泛应用于机床、自动化生产线等生产领域,为企业的生产管理带来了极大的便利。

一、刀具磨损在线监测技术的发展现状目前,刀具磨损在线监测技术主要包括视觉、声学和振动三种技术,其中视觉技术应用最广泛。

从机器视觉角度来看,刀具磨损在线监测技术主要包括两部分内容:一是对刀具轮廓、几何参数等进行检测和分析,判断刀具是否需要磨损;二是对刀具表面进行检测和分析,判断磨损程度,为磨损量的估计做出相关决策。

显然,这些技术为生产现场的磨损监测和生产决策提供了非常重要的支持。

从实际应用来看,机器视觉技术广泛应用于各类切削加工系统、检测系统和加工质量检测系统。

以自动化生产线为例,通过在机床上安装合适的摄像设备,生产线管理员可以实时监测刀具磨损程度和加工质量,及时进行维护和更换,保证生产效率和品质稳定性。

二、刀具磨损在线监测技术的面临的问题和挑战尽管刀具磨损在线监测技术在生产领域应用广泛,但也面临着一系列技术难题和需求挑战。

主要表现在:1.精度和稳定性需求:因为刀具的磨损和加工质量直接相关,所以刀具磨损在线监测技术必须具有高精度和高稳定性,保证监测结果准确。

2.大数据处理能力:生产场景中切削加工数据庞大,需要快速、准确地进行处理和分析。

3.运维成本和效率:磨损在线监测系统的维护成本较高,且运维人员涉及专业领域较广,需要不断提升效率和降低成本。

显然,这些技术和应用需求是刀具磨损在线监测技术需要攻克的主要难点。

三、未来刀具磨损在线监测技术发展趋势尽管在面临着一系列挑战和技术难题,但是随着科学技术的不断进步以及生产现场的逐渐智能化,未来刀具磨损在线监测系统仍将保持一定的发展趋势。

台式切割机的刀具磨损在线监测与预警

台式切割机的刀具磨损在线监测与预警

台式切割机的刀具磨损在线监测与预警随着工业化进程的不断推进,台式切割机已成为现代工业生产中不可或缺的设备。

切割机的刀具磨损情况直接影响到切割效果和设备寿命,因此实现刀具磨损的在线监测与预警显得尤为重要。

本文将探讨台式切割机刀具磨损在线监测与预警的技术手段及其应用前景。

一、刀具磨损的监测意义切割机的刀具磨损会导致切割效果下降、工件质量不稳定等问题。

传统的定期检修方法无法实现实时监测和预警,容易造成生产过程中的停机损失。

因此,实现刀具磨损的在线监测与预警对于提高生产效率和保障工件质量具有重要意义。

二、刀具磨损监测的技术手段目前,刀具磨损监测主要采用以下技术手段:1. 振动信号分析法通过采集切割机工作时的振动信号,结合频谱分析等方法,可以判断刀具磨损程度。

刀具磨损会导致切削力的变化,从而产生不同的振动频谱特征,通过对比分析可以实现刀具磨损的在线监测。

2. 声音信号分析法刀具磨损会产生不同的切削声音,利用声音信号分析技术可以实时判断刀具磨损程度。

相关的算法和模型可以对声音信号进行实时监测并给出预警。

3. 电流信号分析法刀具磨损会引起切削电流的变化,通过分析切削电流的波形和特征,可以实时监测刀具磨损并进行预警。

三、刀具磨损预警系统的应用前景刀具磨损在线监测与预警技术的应用前景广阔。

它可以帮助企业实现故障预防,及时更换磨损刀具,避免生产事故和质量问题的发生,减少停机损失。

同时,通过实时监测刀具磨损状况,可以优化生产过程和刀具管理,提高生产效率和工件质量。

此外,刀具磨损在线监测与预警技术的应用还可以与大数据、人工智能等技术相结合,实现数据的采集、分析和预测,为企业提供更加精确和全面的刀具管理方案。

预计在未来,刀具磨损在线监测与预警技术将进一步得到发展和应用,为台式切割机的运行和维护提供更好的支持。

总结:台式切割机的刀具磨损在线监测与预警是一个急需解决的问题。

通过振动信号分析、声音信号分析和电流信号分析等技术手段,可以实现刀具磨损的实时监测与预警,提高生产效率和工件质量。

刀具磨损检测与刀具寿命预测研究

刀具磨损检测与刀具寿命预测研究

刀具磨损检测与刀具寿命预测研究刀具磨损是工业生产中常见的问题之一,它对加工质量和效率都有着重要影响。

因此,研究刀具磨损检测和刀具寿命预测成为了许多学者和工程师的关注焦点。

本文将从不同角度探讨刀具磨损检测与刀具寿命预测的研究进展及其应用。

一、背景介绍刀具磨损往往是由于摩擦、磨削和热疲劳等因素引起的。

由于刀具磨损会导致刀具形状、尺寸和性能的变化,进而影响加工工件的质量和效率。

因此,实时检测刀具磨损并进行寿命预测对于提高加工效率和降低生产成本具有重要意义。

二、刀具磨损检测技术1. 基于声发射技术的检测方法声发射技术是通过检测切削过程中产生的声音信号来判断刀具的磨损程度。

磨损严重的刀具往往会产生明显的声音信号,通过分析声音的频谱和振幅变化,可以实时监测刀具的磨损情况。

2. 基于电流特征的检测方法切削过程中刀具与工件的接触会导致电流的变化,利用电流的特征可以对刀具磨损进行检测。

通过采集和分析切削过程中的电流信号,可以实时判断刀具的磨损程度和寿命剩余。

3. 基于机器视觉的检测方法机器视觉技术可以利用摄像机对刀具的磨损情况进行实时监测。

通过对刀具磨损图像的处理和分析,可以提取出刀具的特征参数,并与预设的阈值进行比较,从而实现刀具磨损的检测和预测。

三、刀具寿命预测方法1. 基于统计学模型的预测方法统计学模型是一种常用的刀具寿命预测方法,通过收集大量的刀具磨损数据,建立数学模型来预测刀具的寿命。

常用的统计学模型包括回归模型、神经网络模型等。

2. 基于机器学习的预测方法机器学习方法是近年来备受关注的预测方法,通过大量的刀具磨损数据进行训练,利用机器学习算法来预测刀具的寿命。

常用的机器学习算法包括支持向量机、随机森林等。

3. 基于物理模型的预测方法物理模型是一种基于刀具的工艺参数和物理特性来预测刀具寿命的方法。

通过建立切削过程的物理模型,结合刀具材料的磨损特性,可以实现对刀具寿命的精确预测。

四、应用前景与挑战刀具磨损检测与刀具寿命预测技术在工业生产中具有广阔的应用前景。

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刀具磨损在线监测技术研究的探讨-工程论文
刀具磨损在线监测技术研究的探讨
贾娜JIA Na;马雪亭MA Xue-ting
(东北林业大学机电工程学院,哈尔滨150040)
(Mechanical and Electrical Engineering College of Northeast Forestry University,Harbin 150040,China)
摘要:本文对近几年刀具磨损在线技术的研究进行探讨,得出间接测量方法较直接测量方法灵活,但直接测量方法敏感性更强。

Abstract: This paper discusses the research of the tool wear on-line monitoring technology. It is concluded that the method of the indirect measurement is more flexible than the direct measurement, and the method of the direct measurement is more sensitive than the indirect measurement.
关键词:刀具磨损;监测信号;间接测量
Key words: tool wear;check signature;indirect measurement
中图分类号:TH161 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)34-0057-02
基金项目:黑龙江省青年科学基金项目资助(QC06C002)。

作者简介:贾娜(1975-),女,黑龙江齐齐哈尔人,副教授,硕士研究生导师,研究方向为机械设计、木质材料加工、木材加工刀具;马雪亭(1990-),男,山东滨州人,研究生,研究方向为现代林业与木工机械设计及理论。

1 间接测量刀具磨损的研究
1.1 建立声发射信号与刀具磨损状态的关联性声发射信号来自于切削区域,受外界影响较小,且具有准确度高、灵敏性好、响应速度快等优势,适合刀具破损的监控。

利用声发射信号反映刀具磨损情况是近几年发展起来的潜力技术之一,声发射源在刀具对工件进行切削的过程中比较丰富,信号容易获取,并且声音传感器易于在刀具上进行安装,对加工生产过程不会造成影响。

但检测信号会受到机床故障、切屑缠绕工件、切屑断开、刀具崩刃等因素的影响。

胡江林采用理论分析和现场试验的方法进行可行性分析和验证,为利用AE技术研究刀具磨损提供了可行性依据。

1.2 建立切削过程中的切削力、扭矩等力信号与刀具磨损状态的相关性随着刀具磨损程度的不断增加,力信号的形态及频率也会随之改变。

因此,检测人员在进行刀具磨损检测时,必须积极建立力信号与磨损状态之间的联系。

在现有的技术下,为了得到准确的测量结果,技术人员需要对机床结构进行改装。

范依航为了研究钛合金Ti6Al4V切削过程中的切削力特性,采用硬质合金涂层和无涂层刀具进行了外圆干车削试验,将切削力动态分量分形维数建立与刀具磨损的联系,用于刀具磨损状态监控。

1.3 建立电机功率电流等电信号与刀具磨损的相关性当各种刀具在正常切削时候,功率或电流等电信号变化较平稳无突变,一旦刀具破损时,切削力会发生改变,从而引起电信号的大幅度变化,变化率远远大于正常切削时的值。

检测人员可根据这一特点建立电信号与刀具磨损之间的关系,以避免外界因素干扰。

检测装置的安装程序简易,但是大型设备的应用相互之间会产生干扰信号,使电信号不稳,所以在实验室里测得的信号相对于工厂要精确的多。

王永新利用金属切削机床主轴的功率信号监控刀具破损和折断情况,为刀具管
理提供依据。

1.4 建立振动信号与刀具磨损状态的相关性在刀具加工工件过程中会产生大量的振动信号,通常初期刀具磨损较小,振动信号不明显,当磨损到一定程度,振动信号加剧。

因此,检测人员可以积极利用这一特点建立检测模型模型,研究振动信号与刀具磨损状态之间的联系。

但这种方法不适用于大型车间,在大型车间内易受到周围设备的干扰,可靠性降低,因此同样较适合在实验室环境中研究。

王细洋采用小波包方法对振动信号进行处理,发现第一、二层细节信号的标准差随着刀具磨损的加剧而增大,将其作为特征参数用于铣削过程监控。

1.5 建立关键尺寸误差与刀具磨损的相关性当刀具进入磨损阶段,关键尺寸的误差会有所变化,根据误差的不同可以反映出刀具磨损状况,但是单纯通过关键尺寸误差来研究刀具磨损意义不大,主要是用于根据误差范围结合相关的程序进行刀具补偿。

马廉洁设计了刀具磨损检测控制系统,修改刀具参数,进行刀具补偿,并成功进行了仿真。

他通过数控车床切削试验验证了该系统的准确性和高效性。

与传统设备相比,刀具磨损检测控制系统不仅能够及时换刀具,还能及时补偿误差,使加工工件的精度得以提高。

1.6 建立噪声信号与刀具磨损状态的相关性随着刀具加工工件时磨损程度的加剧,噪声信号的波谱特征也发生了明显的改变,由此便可以根据噪声信号来反映刀具磨损状态。

罗杰用声学传感器拾取机床刀具从新刀到刀具完全破损的全生命周期在加工时所发出的声音信号,建立加工参数和磨损状态改变与声信号之间的联系,以此来监测刀具磨损状况。

但切削噪声监测法目前实际使用的监控系统还很少,仅适合于实验室的研究。

其中一个重要原因就是车间的环境噪声通常在90dB左右,严重影响获取信号的
可靠性,使得这种监测方法难以在实际的加工车间实行。

1.7 建立多信号与刀具磨损状态的相关性单一信号提供的特征往往是不完全的,由此产生了多传感器监测法。

它是将检测获取的信息合理组合,共同反映刀具的磨损状态,这样能极大地提高检测的准确度。

但与此同时,多传感器检测法的检测成本较高,增加了企业的生产成本。

因此,多传感器获取信号的全面性和成本价格的合理性之间的矛盾是这个方法需要解决的主要问题。

2 直接测量刀具磨损状态的研究
2.1 光学监测法光学监测法是一种利用光学传感原理获取刀具切削图形,进而完成刀具磨损检测的方法。

但受加工路径、加工方法以及加工周期的影响,光学检测法的检测结果容易出现一定程度的偏差。

Lanzetta, M利用工业摄像机(CCD)实现了多个刀面同时监测的方法,有效提高了其准确度。

2.2 放射性元素监测法所谓放射性元素监测法,就是指通过在刀具的后刀面涂上一层放射线元素,进而利用放射线检测装置将进行检测,以判断刀具是否达到磨钝标准的检测方法。

但这种检测方法无法进行实时监控,且污染性较大。

刘彬通过在刀具上涂覆放射元素的方式,有效避开了切削与冷却液的干扰,提升了检测效率。

2.3 直接接触监测法接触探测传感器由Renishaw 于1974年发明。

在金属切削过程中,每次完成一个加工周期,就把刀具停到传感器固定位置,使传感器与刀具后刀面相接触,根据加工前后刀具磨损的变化情况获得当前的磨损状态。

但这种方法的精确度有待提高,且传感器的价格昂贵。

德国Malto公司已经用这个方法成功应用与刀具磨损状态的监测。

3 小结
当前,刀具磨损的在线监测技术仍处于不断发展中,每项监测技术都取得了一定的成就。

但由于实际生产中存在的各种限制因素,无论哪种监测技术都有其不足之处。

整体而言,刀具在线监测技术还不成熟,若真正用于实际生产还有一段距离。

随着现代自动化技术以及敏捷制造技术的进一步发展成熟,刀具状态监控越来越受到业界的广泛关注,并逐渐成为研究的焦点。

本文主要研究了刀具磨损在线监测技术的发展现状,以期为今后的相关研究提供合理化参考。

参考文献:
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