杭州基于振动分析的刀具状态监测技术

一些常见的刀具状态监测系统类型：直接测量系统：测力系统：通过安装在机床工作台上的力传感器来测量切削力的变化。例如，在铣削加工中，刀具磨损会导致切削力增大，通过测力系统可以监测到这一变化。声发射监测系统：检测刀具在切削过程中产生的声发射信号。当刀具出现裂纹或破损时，声发射信号会发生明显改变。间接测量系统：振动监测系统：分析刀具切削时产生的振动信号。通常，刀具磨损加剧会使振动幅度和频率发生变化。比如在车削过程中，刀具磨损会导致振动加剧。功率监测系统：测量机床主轴的功率消耗。随着刀具的磨损，功率消耗也会有所不同。温度监测系统：监测刀具和切削区域的温度。刀具过度磨损时，温度往往会升高。刀具状态监测检测刀具在切削中产生的声发射信号。刀具的磨损、裂纹等会使声发射信号。杭州基于振动分析的刀具状态监测技术

刀具状态监测的研究方法主要包括以下几种：直接测量法：光学测量法：利用激光干涉、机器视觉等光学原理，对刀具的刃口形状、磨损量等进行非接触测量。接触测量法：通过电感式、电容式等接触式传感器直接测量刀具的磨损量。图像测量法：拍摄刀具图像，借助图像处理技术分析获取刀具的磨损信息。间接测量法：切削力监测：通过安装力传感器测量切削力的变化，刀具磨损会导致切削力增大。切削温度监测：利用红外传感器、热电偶等测量切削区域的温度，刀具磨损使切削温度升高。振动监测：使用加速度传感器采集切削过程中的振动信号，分析其特征参数来判断刀具状态。声发射监测：基于材料变形和断裂时释放的弹性波来监测刀具状态。基于人工智能的监测方法：机器学习算法：如支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）等，对多源监测信号进行融合和分析。深度学习算法：如卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）等，挖掘监测信号中的潜在特征。杭州基于振动分析的刀具状态监测技术刀具状态监测 系统需要对采集到的数据进行清洗和去噪，去除冗余和无效的数据，减少数据量。

针对刀具磨损状态在实际生产加工过程中难以在线监测的问题，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。

刀具磨损状态在实际生产加工过程中难以在线监测这个问题，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。对比监测系统给出的刀具状态评估结果与实际通过人工检测或其他精确测量方法得到的结果。

刀具监测技术是指通过一系列方法和手段对刀具在加工过程中的状态进行实时监测和评估，以确保加工质量、提高生产效率并降低生产成本。这一技术涵盖了多种方法，包括但不限于视觉检查、触觉检查、显微镜观察、表面粗糙度测量、硬度测量、尺寸测量以及基于传感器和信号处理技术的在线状态监测等。以下是对刀具监测技术的详细阐述：一、传统监测方法视觉检查方法：在良好的光线条件下，通过肉眼或使用放大镜观察刀具的刃口、主切削刃、背面等关键部位，检查磨损、裂纹、缺口和变形情况。优点：简单快速，易于实施，能立即发现明显的损伤和缺陷。缺点：*能发现表面明显的损伤，无法检测内部缺陷，依赖于检查人员的经验。刀具状态监测如振幅增大、频率变化等。比如在车削过程中，刀具的破损可能导致振动频率突然升高。杭州基于振动分析的刀具状态监测技术

通过机器学习算法，刀具状态监测系统不断优化和改进自身的监测性能。杭州基于振动分析的刀具状态监测技术

三、食品加工行业在食品加工行业，生产线上需要使用各种不同种类的刀具，如菜刀、面包刀、砧板等。刀具状态监测系统可以实现对各种刀具的状态和性能监测，确保食品加工的安全和卫生。通过监测刀具的磨损和污染情况，系统可以提醒操作人员及时更换或清洗刀具，防止食品污染。四、航空航天领域在航空航天领域，对零件的加工精度和质量要求极高。刀具状态监测系统能够确保刀具在加工过程中的稳定性和可靠性，避免因刀具问题导致的加工精度下降和零件报废。这对于提高航空航天产品的安全性和可靠性具有重要意义。杭州基于振动分析的刀具状态监测技术