刀具在高速狀態(tài)下進(jìn)行切削時(shí)，與工件接觸區(qū)域的溫度急劇升高，使刀具的磨損加速，導(dǎo)致工件表面質(zhì)量下降，而當(dāng)?shù)毒邉×夷p甚至破損崩刃時(shí)還會(huì)對(duì)機(jī)床和操作人員造成危險(xiǎn)。
研究表明，由于刀具磨損和破損而造成的機(jī)床停機(jī)時(shí)間占全部停機(jī)時(shí)間的20%，所以有必要對(duì)刀具磨損在線監(jiān)測(cè)進(jìn)行研究，避免因刀具未達(dá)到磨損要求而更換，防止刀具磨損至破損對(duì)工件和機(jī)床造成損害；同時(shí)無(wú)需依靠人工經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷刀具是否需要更換。研究證明，刀具監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能提高加工效率10%~50%，降低生產(chǎn)成本10%~40%。
刀具磨損監(jiān)測(cè)過(guò)程如圖1所示。本文對(duì)近年來(lái)刀具磨損在線監(jiān)測(cè)所采用的監(jiān)測(cè)信號(hào)、信號(hào)特征的提取方法以及分類(lèi)識(shí)別模式進(jìn)行歸納和總結(jié)，并對(duì)未來(lái)的研究方向進(jìn)行展望。
1 監(jiān)測(cè)信號(hào)
目前，刀具監(jiān)測(cè)方法大致分為直接測(cè)量法和間接測(cè)量法。直接法通過(guò)某種特定的直接測(cè)量方式來(lái)獲得刀具的后刀面磨損量；間接法是測(cè)量與刀具磨損相關(guān)的信號(hào)并通過(guò)映射關(guān)系來(lái)間接獲得刀具的磨損量。
(1)直接測(cè)量法
直接測(cè)量法主要分為光學(xué)圖像法、接觸式電阻測(cè)量法和放射性元素法。直接測(cè)量法對(duì)刀具進(jìn)行直接測(cè)量，測(cè)量精度高，但是對(duì)于切削環(huán)境有較高的要求。切削液、照明還有切屑都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。
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