[发明专利]一种基于分形理论的刀具磨损状态在线监测方法

摘要

本发明涉及一种刀具磨损状态实时在线监测的方法，具体是利用分形理论进行刀具磨损状态的在线监测，包括以下步骤首先，在一定实验条件下，获取切削力实测信号。其次，按切削时间节点，提取切削力离散值，建立切削力向量并进行相关性分析，利用最小二乘法获得切削力关联维数。再次，按切削时间的先后顺序，依次计算各时间段内的分形维数。在整个刀具寿命范围内，切削力分形维数呈现高—低—高的变化趋势，与刀具磨损的三个阶段初期磨损阶段、稳定磨损阶段、急剧磨损阶段相对应。刀具经过初期跑合以后，若分形维数比较稳定，表明刀具处于稳定磨损阶段，刀具磨损率低，切削比较平稳；若分形维数连续增加，表明刀具磨损率增加，切削不平稳，进入急剧磨损阶段，应及时停车换刀。该方法不需要停车拆下刀片观察刀具磨损状态，而通过力信号分形维数的变化判断刀具磨损状态，操作简单，可显著提高加工效率。

主权项

一种基于分形理论的刀具磨损状态在线监测方法，其特征在于，包括如下的步骤：1）在不同的切削参数下，从刀具开始工作到达到磨钝标准，采集整个切削过程中的切削力信号；2）按照切削时间节点，提取切削力离散值，建立具有时间序列特性的切削力向量，并对各切削力向量进行相关性分析；3）按切削时间的先后顺序，利用最小二乘法，依次计算各时间段内的切削力分形维数；4）将相邻两时间段的分形维数相比较，并判断刀具的磨损状态。