嘉興新型刀具狀態(tài)監(jiān)測應用

刀具狀態(tài)監(jiān)測的重要性（一）保證加工質量刀具的磨損和破損會導致切削力的變化、切削溫度的升高以及加工表面粗糙度的增加。通過實時監(jiān)測刀具狀態(tài)，可以及時調整加工參數或更換刀具，從而保證加工零件的尺寸精度、形狀精度和表面質量。（二）提高生產效率及時發(fā)現(xiàn)刀具的磨損和破損，避免因刀具失效而導致的生產中斷和機床停機時間的增加，能夠有效地提高機床的利用率和生產效率。（三）降低生產成本通過合理地監(jiān)測刀具狀態(tài)，可以延長刀具的使用壽命，減少刀具的更換次數，降低刀具的采購成本。同時，避免因刀具失效而造成的廢品和返工，也能夠降低生產成本。刀具狀態(tài)監(jiān)測相關的數據通常具有高維度和非線性特征，有效地選擇和組合這些特征對于模型的性能至關重要。嘉興新型刀具狀態(tài)監(jiān)測應用

針對刀具磨損狀態(tài)在實際生產加工過程中難以在線監(jiān)測的問題，提出一種通過通信技術獲取機床內部數據，對當前的刀具磨損狀態(tài)進行識別的方法。通過采集機床內部實時數據并將其與實際加工情景緊密結合，能直接反映當前的加工狀態(tài)。將卷積神經網絡用于構建刀具磨損狀態(tài)識別模型，直接將采集到數據作為輸入，得到了和傳統(tǒng)方法精度近似的預測模型，模型在訓練集和在線驗證試驗中的表現(xiàn)都符合預期。刀具磨損狀態(tài)識別的方法在投入使用時還有一些問題有待解決：①現(xiàn)有數據是在相同的加工條件下測得的，而實際加工過程中，加工參數以及加工情景是不斷變化的，因此需要在下一步的研究中，進行變參數試驗，考慮加工參數對于刀具磨損的影響，并針對常用的一些加工場景，建立不同的模型庫。變換加工場景時，通過獲取當前場景，及時匹配相應的預測模型即可。②本研究中的模型是一個固定的模型。今后需要根據實時的信號以及已知的磨損狀態(tài)，對模型進行實時更新，從而在實時監(jiān)測過程中實現(xiàn)自學習，不斷提升模型的精度和預測效果。盈蓓德科技-刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。無錫國產刀具狀態(tài)監(jiān)測方案刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)利用深度學習算法處理來自傳感器的力、振動、聲音等多源數據，提取復雜的特征模式。

刀具損壞的形式主要是磨損和破損。在現(xiàn)代化的生產系統(tǒng)(如FMS、CIMS等)中，當刀具發(fā)生非正常的磨損或破損時，如不能及時發(fā)現(xiàn)并采取措施，將導致工件報廢，甚至機床損壞，造成很大的損失。因此，對刀具狀態(tài)進行監(jiān)控非常重要。刀具破損監(jiān)測可分為直接監(jiān)測和間接監(jiān)測兩種。所謂直接監(jiān)測，即直接觀察刀具狀態(tài)，確認刀具是否破損。其中很典型的方法是ITV(IndustrialTelevision，工業(yè)電視)攝像法。間接監(jiān)測法即利用與刀具破損相關的其它物理量或物理現(xiàn)象，間接判斷刀具是否已經破損或是否有即將破損的先兆。這樣的方法有測力法、測溫法、測振法、測主電機電流法和測聲發(fā)射法等。盈蓓德科技-刀具狀態(tài)監(jiān)測。

刀具狀態(tài)監(jiān)測的方法（一）直接測量法直接測量法是通過直接測量刀具的幾何參數來判斷刀具的磨損狀態(tài)。常用的直接測量方法包括光學測量法、接觸測量法和圖像測量法等。光學測量法利用光學原理，如激光干涉、機器視覺等技術，對刀具的刃口形狀、磨損量等進行非接觸測量。這種方法具有測量精度高、速度快的優(yōu)點，但對測量環(huán)境要求較高。接觸測量法通過接觸式傳感器，如電感式傳感器、電容式傳感器等，直接測量刀具的磨損量。這種方法測量精度較高，但容易對刀具表面造成損傷。圖像測量法通過拍攝刀具的圖像，然后利用圖像處理技術對圖像進行分析，獲取刀具的磨損信息。這種方法直觀、方便，但圖像處理的算法較為復雜。刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)計算準確率、召回率等指標，準確率越高，說明系統(tǒng)對刀具狀態(tài)的判斷越準確。

刀具磨損狀態(tài)在實際生產加工過程中難以在線監(jiān)測這個問題，提出一種通過通信技術獲取機床內部數據，對當前的刀具磨損狀態(tài)進行識別的方法。通過采集機床內部實時數據并將其與實際加工情景緊密結合，能直接反映當前的加工狀態(tài)。將卷積神經網絡用于構建刀具磨損狀態(tài)識別模型，直接將采集到數據作為輸入，得到了和傳統(tǒng)方法精度近似的預測模型，模型在訓練集和在線驗證試驗中的表現(xiàn)都符合預期。刀具磨損狀態(tài)識別的方法在投入使用時還有一些問題有待解決：①現(xiàn)有數據是在相同的加工條件下測得的，而實際加工過程中，加工參數以及加工情景是不斷變化的，因此需要在下一步的研究中，進行變參數試驗，考慮加工參數對于刀具磨損的影響，并針對常用的一些加工場景，建立不同的模型庫。變換加工場景時，通過獲取當前場景，及時匹配相應的預測模型即可。②本研究中模型是一個固定的模型。今后需要根據實時的信號以及已知的磨損狀態(tài)，對模型進行實時更新，從而在實時監(jiān)測過程中實現(xiàn)自學習，不斷提升模型的精度和預測效果。刀具狀態(tài)監(jiān)測實時性好的系統(tǒng)，能夠在刀具狀態(tài)發(fā)生變化的短時間內及時發(fā)出警報。嘉興智能刀具狀態(tài)監(jiān)測特點

刀具狀態(tài)監(jiān)測采用分層監(jiān)測策略，先進行簡單快速初步判斷，只有在疑似異常時才啟動復雜的模型進行詳細分析。嘉興新型刀具狀態(tài)監(jiān)測應用

間接測量法是通過測量與刀具狀態(tài)相關的物理量，如切削力、切削溫度、振動、聲發(fā)射等，來推斷刀具的磨損狀態(tài)。切削力監(jiān)測是一種常用的間接測量方法。刀具磨損會導致切削力的增大，通過安裝在機床上的力傳感器測量切削力的變化，可以判斷刀具的磨損程度。例如，在車削加工中，當刀具磨損嚴重時，主切削力會***增加。切削溫度監(jiān)測也是一種有效的方法。刀具磨損會使切削溫度升高，通過紅外傳感器、熱電偶等測量切削區(qū)域的溫度變化，可以間接反映刀具的磨損情況。振動監(jiān)測是通過安裝在機床上的加速度傳感器采集切削過程中的振動信號，分析振動信號的特征參數，如幅值、頻率等，來判斷刀具的狀態(tài)。當刀具出現(xiàn)磨損或破損時，振動信號會發(fā)生明顯的變化。聲發(fā)射監(jiān)測利用材料在變形和斷裂過程中釋放的彈性波來監(jiān)測刀具狀態(tài)。刀具磨損和破損時產生的聲發(fā)射信號具有獨特的特征，通過對聲發(fā)射信號的分析和處理，可以實現(xiàn)對刀具狀態(tài)的監(jiān)測。嘉興新型刀具狀態(tài)監(jiān)測應用