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。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。常州机床刀具状态监测介绍
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。常州机床刀具状态监测介绍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。
基于图像处理的监测系统：利用安装在机床上的摄像头获取刀具的图像，通过图像处理技术分析刀具的磨损、破损情况。多传感器融合监测系统：结合多种不同类型的传感器，如力传感器、振动传感器、温度传感器等，综合分析刀具的状态，提高监测的准确性和可靠性。一家小型机械加工厂，加工任务相对简单，预算有限，那么可以选择操作简单、成本较低的振动监测系统；而对于大型的汽车零部件制造企业，生产规模大、工艺复杂，可能更适合采用多传感器融合的监测系统，尽管成本较高，但能满足高精度和高稳定性的要求。
刀具状态监测。硬度测量方法：使用洛氏硬度计、超声波硬度仪等设备测量刀具的硬度，评估其耐磨性和抗压强度。优点：提供刀具材料硬度的精确数值，帮助判断刀具性能和寿命。缺点：测试设备成本较高，对操作环境要求较高。尺寸测量方法：使用千分尺、卡尺、光学投影仪等高精度测量工具测量刀具的长度、直径、宽度等尺寸参数。优点：确保刀具尺寸符合设计要求和加工精度。缺点：需要高精度的测量工具，操作需要较高的技术水平。二、在线状态监测技术传感器监测原理：通过传感器监测刀具的振动、声音、温度等参数，并将这些参数转化为电信号或数字信号，再通过信号处理技术对信号进行分析和处理，从而判断刀具的状态。优点：能够实时监测刀具状态，及时发现问题并采取措施，减少停机时间和成本。缺点：需要专业的传感器和信号处理设备，技术复杂度高。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。
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。航空航天零部件的加工通常需要高精度和高可靠性的刀具。通过人工智能技术对刀具状态进行监测。常州机床刀具状态监测介绍
灵敏度高的刀具状态监测系统，能对刀具微小磨损或早期故障迹象的检测能力，能够在刀具磨损初期就发现问题。常州机床刀具状态监测介绍
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。常州机床刀具状态监测介绍
