无锡基于振动分析的刀具状态监测系统

刀具状态监测系统的应用范围非常***，主要涵盖了多个工业生产领域。以下是其应用范围的详细归纳：一、金属加工行业在金属零件的加工过程中，刀具长时间运作容易出现磨损、裂纹等问题。刀具状态监测系统可以实时监测刀具的状态和性能，并发出警报，帮助修理工及时发现和处理问题。这不仅提高了生产效率，还保证了加工质量，降低了停机时间和维修成本。二、机床制造行业机床制造过程中，刀具的质量和性能直接影响到产品质量和生产效率。刀具状态监测系统可以对机床上所有刀具进行集中监控，提高生产效率，降低机床生产成本。通过对刀具状态的实时监控，系统能够提前预警刀具磨损或故障，避免生产中断，确保机床的稳定运行。刀具状态监测系统利用深度学习算法处理来自传感器的力、振动、声音等多源数据，提取复杂的特征模式。无锡基于振动分析的刀具状态监测系统

刀具监测主要采用人工检测、离线检测和在线检测三种策略。人工检查是指工人在加工过程中可以凭经验检查刀具的状态；离线检测是在加工前专门对刀具进行检测，预测其寿命，看是否能胜任当前的加工；在线检测又称实时检测，是在加工过程中对刀具进行实时检测，并根据检测结果做出相应的处理。目前刀具检测的算法有很多，有的是利用理论计算刀具上应力的变化来判断刀具的损伤.有的是利用时间序列分析来检测刀具,有的是利用神经网络技术来检测刀具。还有的是利用小波变换理论和神经网络技术来检测刀具,但都是以理论为主。考虑到刀具的塑性损伤在数控加工中很少发生，磨损对数控加工的安全性影响很小，并且可以通过离线检测进行加工，通过在线检测，可以判断微裂纹在当前载荷条件下是否会扩展。如果有可能扩大，我们认为载 荷是危险的，通过减少刀具的进给量来减少刀具上的载荷，以保证刀具的安全性。盈蓓德科技-刀具状态监测。南京自主研发刀具状态监测特点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。

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。

针对刀具磨损状态在实际生产加工过程中难以在线监测的问题，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-刀具状态监测系统。刀具状态监测系统将在大规模数据上训练好的模型参数迁移到任务中，减少训练时间和计算成本。

一个完整的刀具状态监测系统通常包括传感器、信号调理与采集模块、数据处理与分析模块以及监测结果显示与报警模块。传感器负责采集与刀具状态相关的物理量信号，如切削力传感器、温度传感器、振动传感器等。信号调理与采集模块对传感器输出的信号进行放大、滤波、模数转换等处理，将模拟信号转换为数字信号，并传输给数据处理与分析模块。数据处理与分析模块是刀具状态监测系统的**，负责对采集到的信号进行特征提取、模式识别、状态评估等处理，判断刀具的状态。监测结果显示与报警模块将刀具的状态信息以直观的方式显示给操作人员，并在刀具状态异常时发出报警信号，提醒操作人员及时采取措施。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。绍兴智能刀具状态监测应用

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。无锡基于振动分析的刀具状态监测系统

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。无锡基于振动分析的刀具状态监测系统