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。刀具状态监测需要实时响应,以便及时采取措施。但复杂的人工智能模型可能存在延迟,影响生产效率。无锡刀具状态监测介绍
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。无锡刀具状态监测介绍大型的汽车零部件制造企业,生产规模大、工艺复杂,更适合采用多传感器融合的刀具状态监测系统。
四、实现步骤信号采集:通过传感器采集刀具的振动、声音、温度等参数。信号处理:对采集到的信号进行预处理,如滤波、降噪等,以提高信号质量。特征提取:从处理后的信号中提取出能够表征刀具状态的特征参数,如均值、均方根、峰值等。模式识别:将提取的特征参数输入到模式识别算法中,建立刀具状态与特征参数之间的映射关系,实现刀具状态的在线监测。决策与控制:根据监测结果,控制系统自动调整切削参数或更换刀具,以保证加工过程的稳定性和高效性。
针对刀具磨损状态在实际生产加工过程中难以在线监测这一问题,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,直接将采集到的数据作为输入,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,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。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。
与制造系统的集成将刀具状态监测系统与制造执行系统(MES)、计算机辅助制造(CAM)系统等进行集成,实现制造过程中刀具管理的信息化和智能化,提高整个制造系统的效率和竞争力。七、结论刀具状态监测是现代制造领域中保障加工质量、提高生产效率、降低生产成本的重要手段。通过直接测量法、间接测量法以及基于人工智能的监测方法,可以有效地获取刀具的状态信息。随着多传感器融合、在线实时监测、智能化监测以及与制造系统集成等技术的不断发展,刀具状态监测将在制造业中发挥更加重要的作用,推动制造业向高质量、高效率、智能化的方向发展。刀具状态监测系统可以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。无锡刀具状态监测介绍
刀具状态监测系统可以预测刀具的寿命,并及时进行刀具更换或维护,从而提高生产效率和产品质量。无锡刀具状态监测介绍
优化切削参数:监测系统可以根据刀具状态和加工条件的变化,自动或辅助操作人员调整切削参数,如切削速度、进给量等,以达到比较好的加工效果。这种优化不仅可以提高加工效率,还可以减少刀具磨损和加工过程中的能量消耗。提高生产安全性:刀具失效可能导致机床损坏、工件报废甚至人身伤害等严重后果。刀具状态监测系统通过实时监测和预警,可以有效预防刀具失效引发的安全事故,保障生产安全。数据分析和决策支持:系统收集的大量刀具状态数据可以用于后续的数据分析和挖掘,为刀具管理、机床维护、工艺优化等提供有力支持。通过数据分析,可以发现刀具失效的规律和原因,为制定更加科学合理的刀具管理策略提供依据。无锡刀具状态监测介绍