[发明专利]一种多参数感知的切削刀具磨损监测方法

说明书

本发明属于金属切削加工技术领域，涉及一种多参数感知的切削刀具磨损监测方法。本发明提供的切削刀具磨损监测方法为切削过程的实时在线监测，通过多传感器在线测量切削过程中的切削功率、切削力、切削振动、切削温度等信号，拟合刀具的后刀面磨损量关于测量信号和切削参数在内的多参数感知方程，搭建集成感知方程求解的软件系统，通过感知方程的求解可实现切削刀具磨损的实时监测。多信号测量可实现刀具磨损的监测精度保障；感知方程的拟合和求解能够实现刀具磨损的智能监测。本发明提供的多参数感知的切削刀具磨损监测方法可广泛应用于金属材料切削过程的刀具磨损监测，实现切削单元智能化，促进刀具使用寿命和切削生产效率的综合提升。

技术领域

本发明涉及一种多参数感知的切削刀具磨损监测方法，属于金属切削加工技术领域。

背景技术

机械智能故障诊断是智能制造实现的关键组成部分，在机械加工过程中，切削加工是零件成形制造最主要的加工方式，刀具的磨损能够直接影响零件的加工精度、生产效率及综合制造成本，因此，刀具磨损监测对于保证生产质量、降低生产成本、实现连续自动化的智能制造均具有非常重要的意义。刀具磨损监测方法分为直接测量法和间接测量法。直接测量法采用光学测量、射线测量、放电电流测量等手段直接得到刀具的磨损值，但由于受切削过程的影响而无法实时监测切削过程中的刀具磨损；间接测量法通过切削过程中的特征信号采集和数据处理实现刀具磨损量的监测。目前，已有的间接测量法在一定程度上已经能够实现刀具的磨损监测，但仍然存在一些不足，主要表现在：依据单一特征信号采集的刀具磨损监测的精度受限；特征信号的后处理工序繁琐。为此，开发高精度的刀具磨损间接测量方法对提高切削加工生产效率和促进智能制造的应用普及将具有重要意义。

发明内容

技术问题：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多参数感知的切削刀具磨损监测方法，提高刀具磨损的间接测量精度并实现刀具磨损状态的实时在线智能监测。

技术方案：

本发明的一种多参数感知的切削刀具磨损监测方法，通过多传感器在线测量切削过程中的切削功率、切削力、切削振动、切削温度等多信号，拟合刀具的后刀面磨损量关于测量信号和切削参数在内的多参数感知方程，采用LabVIEW软件构建集成感知方程的求解程序，通过感知方程的程序化自动求解实现切削刀具磨损的实时监测。

有益效果：

相比现有的刀具磨损间接测量方法，本发明具备突出优势。集成多传感器的切削功率、切削力、切削振动、切削温度等多信号采集能够实现刀具磨损的监测精度保障；刀具磨损量的感知方程的构建和求解能够实现刀具磨损的智能监测。本发明的一种多参数感知的切削刀具磨损监测方法可广泛应用于金属材料切削过程的刀具磨损监测，实现切削单元智能化，促进刀具使用寿命和切削生产效率的综合提升。

附图说明

图1为本发明的一种多参数感知的切削刀具磨损监测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例：

一种多参数感知的切削刀具磨损监测方法，通过测量机床输入电流监测切削功率，通过压电晶体测力仪监测切削力，通过加速度传感器监测切削振动，通过热电偶和红外热成像仪监测切削温度，得到系统的监测特征信号；采用灰色系统理论的方法拟合刀具的后刀面磨损量关于监测特征信号和切削参数在内的多参数感知方程；采用LabVIEW软件构建集成感知方程的求解程序，通过感知方程的程序化自动求解实现切削刀具磨损的实时监测。