关于视觉检查和触觉检查在刀具状态监测中的准确性问题,两者各有其优缺点,难以一概而论哪个更准确。以下是对两种检查方法的详细分析:视觉检查优点:简单快速,易于实施。能立即发现刀具表面明显的损伤、裂纹、缺口或变形等问题。依赖于检查人员的经验,有经验的检查人员能更准确地识别刀具的状态。缺点:*能发现表面明显的损伤,无法检测刀具内部的缺陷。检查结果受光线条件、检查人员视力及经验等因素的影响。触觉检查优点:无需额外设备,直接通过触摸就能发现刀具表面的一些缺陷和问题。可以感知到刀具表面的粗糙度、凹陷等细微变化。缺点:无法检测到肉眼和触感难以察觉的细微缺陷,容易受人为主观判断影响。检查时需要注意安全,避免刀具对手部造成意外伤害。检查结果受检查人员手部清洁度、干燥度及检查力度等因素的影响。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。绍兴自主研发刀具状态监测技术
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。上海刀具状态监测刀具状态监测对采集的数据进行特征提取和降维处理,然后选择了一个经过剪枝的浅层神经网络模型。
刀具状态监测系统在机械加工中扮演着至关重要的角色,其主要作用体现在以下几个方面:实时监测与预警:系统能够实时监测刀具的多种状态参数,如振动、温度、切削力等,通过数据分析及时发现刀具的异常或即将失效的迹象。这种实时监测功能使得操作人员能够在刀具性能下降或失效之前采取相应措施,避免加工过程中的故障和停机,从而提高生产效率和加工质量。提高加工精度:刀具的状态直接影响加工精度。通过监测系统,可以精确掌握刀具的磨损情况、几何尺寸变化等,从而及时调整切削参数或更换刀具,确保加工过程中的稳定性和一致性,提高加工精度和表面质量。延长刀具寿命:合理的刀具管理和维护是延长刀具寿命的关键。刀具状态监测系统能够指导操作人员根据刀具的实际状态进行维护和更换,避免过早更换或过度使用导致的浪费,从而有效降低生产成本。
刀具状态监测的重要性(一)保证加工质量刀具的磨损和破损会导致切削力的变化、切削温度的升高以及加工表面粗糙度的增加。通过实时监测刀具状态,可以及时调整加工参数或更换刀具,从而保证加工零件的尺寸精度、形状精度和表面质量。(二)提高生产效率及时发现刀具的磨损和破损,避免因刀具失效而导致的生产中断和机床停机时间的增加,能够有效地提高机床的利用率和生产效率。(三)降低生产成本通过合理地监测刀具状态,可以延长刀具的使用寿命,减少刀具的更换次数,降低刀具的采购成本。同时,避免因刀具失效而造成的废品和返工,也能够降低生产成本。刀具状态监测系统能够实现实时的智能决策,当监测到刀具状态异常时,系统能够立即给出优化的解决方案,。
刀具状态监测的方法(一)直接测量法直接测量法是通过直接测量刀具的几何参数来判断刀具的磨损状态。常用的直接测量方法包括光学测量法、接触测量法和图像测量法等。光学测量法利用光学原理,如激光干涉、机器视觉等技术,对刀具的刃口形状、磨损量等进行非接触测量。这种方法具有测量精度高、速度快的优点,但对测量环境要求较高。接触测量法通过接触式传感器,如电感式传感器、电容式传感器等,直接测量刀具的磨损量。这种方法测量精度较高,但容易对刀具表面造成损伤。图像测量法通过拍摄刀具的图像,然后利用图像处理技术对图像进行分析,获取刀具的磨损信息。这种方法直观、方便,但图像处理的算法较为复杂。刀具状态监测系统,统计误报刀具状态异常和漏报刀具真实异常的次数。误报率和漏报率越低,系统性能越好。绍兴智能刀具状态监测
刀具状态监测利用振动传感器获取刀具切削时产生的振动信号。刀具的异常状态往往会引起振动特征的改变。绍兴自主研发刀具状态监测技术
深度学习中的卷积神经网络(CNN)在处理图像数据方面表现出色。在刀具状态监测中,可以利用CNN对刀具的图像进行分析,识别刀具的磨损区域和程度。循环神经网络(RNN)及其变体,如长短期记忆网络(LSTM),则适用于处理时间序列数据,如切削过程中的连续振动信号,能够捕捉信号中的动态特征,预测刀具的剩余使用寿命。此外,利用人工智能技术还可以实现刀具状态监测的实时性和智能化。通过在线学习和模型更新,监测系统能够适应不同的加工工况和刀具类型,自动调整监测参数和判断标准。绍兴自主研发刀具状态监测技术