常州机床刀具状态监测应用

针对刀具磨损状态在实际生产加工过程中难以在线监测这一问题，提出一种通过通信技术获取机床内部数据，对当前的刀具磨损状态进行识别的方法。通过采集机床内部实时数据并将其与实际加工情景紧密结合，能直接反映当前的加工状态。将卷积神经网络用于构建刀具磨损状态识别模型，直接将采集到数据作为输入，得到了和传统方法精度近似的预测模型，模型在训练集和在线验证试验中的表现都符合预期。刀具磨损状态识别的方法在投入使用时还有一些问题有待解决：①现有数据是在相同的加工条件下测得的，而实际加工过程中，加工参数以及加工情景是不断变化的，因此需要在下一步的研究中，进行变参数试验，考虑加工参数对于刀具磨损的影响，并针对常用的一些加工场景，建立不同的模型库。变换加工场景时，通过获取当前场景，及时匹配相应的预测模型即可。②本研究中的模型是一个固定的模型。今后需要根据实时的信号以及已知的磨损状态，对模型进行实时更新，从而在实时监测过程中实现自学习，不断提升模型的精度和预测效果。盈蓓德科技-刀具状态监测系统。刀具状态监测系统需要与现有机床设备的兼容性，能顺利集成到现有生产系统中，具备扩展性。常州机床刀具状态监测应用

刀具监测技术主要可以分为两大类：直接监测方法和间接监测方法。直接监测方法通常是通过使用光学或触觉传感器直接观察刀具的磨损情况。这种方法精度高，但必须进行停机检测，时间成本较高，因此不适用于工业生产。间接监测方法则是通过监测与刀具磨损或破损密切相关的传感器信号，如振动、切削力、电流功率和声发射等，并利用建立的数学模型间接获得刀具磨损量或刀具破损状态。这种方法可以在机床加工过程中持续进行，不影响加工进度，因此更适用于在线监测。其中，基于振动的监测法是一种常用的间接监测方法。切削过程中，振动信号包含丰富的与刀具状态密切相关的信息。通过测量和分析振动信号，可以有效地监测刀具的磨损和破损情况。此外，切削力监测法也是一种常用的间接监测方法。加工过程中，切削力会随着刀具状态的变化而改变，因此通过监测切削力的变化也可以有效地判断刀具的状态。总的来说，刀具监测技术对于确保加工质量和提高生产效率具有重要意义。在实际应用中，应根据具体的加工需求和条件选择合适的监测方法和技术。盈蓓德科技-刀具监测系统。杭州新一代刀具状态监测供应商刀具状态监测系统采集数据的如果多样性不足，可能导致模型的泛化能力受限。

随着大数据、人工智能等技术的不断发展，刀具状态监测技术将向更加智能化、精细化的方向发展。未来，将出现更多基于深度学习等先进技术的监测方法和系统，实现刀具状态的实时、精细监测和预测。同时，随着物联网技术的普及和应用，刀具状态监测将更好地融入智能制造体系中，为提升加工质量和效率、降低生产成本提供有力支持。挑战与解决方案挑战多种失效形式并存且劣化过程复杂多变，传统方法难以准确监测。采集样本标签需要停机测量刀具，模型训练样本获取效率低。忽略了多种失效形式之间的相互关系，导致模型精度与泛化能力不足。解决方案采用数据驱动的算法构建多种失效形式与刀具状态之间的映射关系，实现监测。引入深度学习等先进算法，提高模型的学习能力和泛化能力。优化传感器布局和信号采集方式，提高样本获取效率和质量。

刀具健康是指刀具在加工过程中保持正常工作状态的能力。良好的刀具健康状态是保证加工质量和生产效率的基础。影响因素磨损：刀具在加工过程中会逐渐磨损，影响加工精度和表面质量。破损：刀具可能因过载、冲击等原因发生破损，导致加工中断和工件报废。热变形：高温环境下刀具可能发生热变形，影响加工精度。材料特性：不同材料的刀具具有不同的物理和化学性质，对加工环境和条件有不同的要求。维护措施定期检测：通过刀具状态监测技术定期检测刀具的状态，及时发现异常情况并采取措施。合理选用：根据加工材料和工艺要求合理选用刀具材料和类型。正确使用：遵守操作规程和刀具使用要求，避免过载、冲击等不当操作。维护保养：定期对刀具进行清洗、润滑和更换磨损部件等维护保养工作。综上所述，刀具状态监测与刀具健康是机械加工领域中不可或缺的环节。通过先进的监测技术和有效的维护措施，可以确保刀具在加工过程中保持良好的工作状态，提高加工质量和生产效率。大型的汽车零部件制造企业，生产规模大、工艺复杂，更适合采用多传感器融合的刀具状态监测系统。

间接测量法是通过测量与刀具状态相关的物理量，如切削力、切削温度、振动、声发射等，来推断刀具的磨损状态。切削力监测是一种常用的间接测量方法。刀具磨损会导致切削力的增大，通过安装在机床上的力传感器测量切削力的变化，可以判断刀具的磨损程度。例如，在车削加工中，当刀具磨损严重时，主切削力会***增加。切削温度监测也是一种有效的方法。刀具磨损会使切削温度升高，通过红外传感器、热电偶等测量切削区域的温度变化，可以间接反映刀具的磨损情况。振动监测是通过安装在机床上的加速度传感器采集切削过程中的振动信号，分析振动信号的特征参数，如幅值、频率等，来判断刀具的状态。当刀具出现磨损或破损时，振动信号会发生明显的变化。声发射监测利用材料在变形和断裂过程中释放的弹性波来监测刀具状态。刀具磨损和破损时产生的声发射信号具有独特的特征，通过对声发射信号的分析和处理，可以实现对刀具状态的监测。刀具状态监测系统采集到的数据可能存在噪声、缺失值或异常值，影响模型的训练和预测准确性。杭州新一代刀具状态监测供应商

刀具状态监测一些先进的人工智能模型结构复杂，训练和运行需要大量的计算资源。常州机床刀具状态监测应用

三、监测方法1. 直接法直接法是测量与刀具材料损失直接相关的变量，如刀具径向尺寸变动量、工件尺寸变化、后刀面磨损带宽度等。直接法主要有光学图像法、射线法、电阻法、接触法等。其中，光学法直观性强且精度高，但比较大的不足是不能实现在线实时检测，加工过程中的刀具状态变化不能及时被反映出来，具有一定局限性。2. 间接法间接法是测量切削加工过程中产生的与刀具状态相关的信号，如力、声发射、温度、声音、功率、振动等，从而间接分析得出刀具状态。间接法的关键在于找到合适的方法有效地从采集到的信号中提取出信号特征并加以分析以反映刀具状态。目前，研究较多的主要有切削力法、功率法、振动法和声发射法。常州机床刀具状态监测应用