針對刀具磨損狀態(tài)在實(shí)際生產(chǎn)加工過程中難以在線監(jiān)測這一問題，提出一種通過通信技術(shù)獲取機(jī)床內(nèi)部數(shù)據(jù)，對當(dāng)前的刀具磨損狀態(tài)進(jìn)行識別的方法。通過采集機(jī)床內(nèi)部實(shí)時數(shù)據(jù)并將其與實(shí)際加工情景緊密結(jié)合，能直接反映當(dāng)前的加工狀態(tài)。將卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于構(gòu)建刀具磨損狀態(tài)識別模型，直接將采集到數(shù)據(jù)作為輸入，得到了和傳統(tǒng)方法精度近似的預(yù)測模型，模型在訓(xùn)練集和在線驗證試驗中的表現(xiàn)都符合預(yù)期。刀具磨損狀態(tài)識別的方法在投入使用時還有一些問題有待解決：①現(xiàn)有數(shù)據(jù)是在相同的加工條件下測得的，而實(shí)際加工過程中，加工參數(shù)以及加工情景是不斷變化的，因此需要在下一步的研究中，進(jìn)行變參數(shù)試驗，考慮加工參數(shù)對于刀具磨損的影響，并針對常用的一些加工場景，建立不同的模型庫。變換加工場景時，通過獲取當(dāng)前場景，及時匹配相應(yīng)的預(yù)測模型即可。②本研究中的模型是一個固定的模型。今后需要根據(jù)實(shí)時的信號以及已知的磨損狀態(tài)，對模型進(jìn)行實(shí)時更新，從而在實(shí)時監(jiān)測過程中實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)，不斷提升模型的精度和預(yù)測效果。盈蓓德科技-刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。基于人工智能的監(jiān)測系統(tǒng)可以通過對刀具振動、聲音、溫度等多源數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對刀具狀態(tài)的準(zhǔn)確評估和預(yù)測。新一代刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

關(guān)于視覺檢查和觸覺檢查在刀具狀態(tài)監(jiān)測中的準(zhǔn)確性問題，兩者各有其優(yōu)缺點(diǎn)，難以一概而論哪個更準(zhǔn)確。以下是對兩種檢查方法的詳細(xì)分析：視覺檢查優(yōu)點(diǎn)：簡單快速，易于實(shí)施。能立即發(fā)現(xiàn)刀具表面明顯的損傷、裂紋、缺口或變形等問題。依賴于檢查人員的經(jīng)驗，有經(jīng)驗的檢查人員能更準(zhǔn)確地識別刀具的狀態(tài)。缺點(diǎn)：*能發(fā)現(xiàn)表面明顯的損傷，無法檢測刀具內(nèi)部的缺陷。檢查結(jié)果受光線條件、檢查人員視力及經(jīng)驗等因素的影響。觸覺檢查優(yōu)點(diǎn)：無需額外設(shè)備，直接通過觸摸就能發(fā)現(xiàn)刀具表面的一些缺陷和問題。可以感知到刀具表面的粗糙度、凹陷等細(xì)微變化。缺點(diǎn)：無法檢測到肉眼和觸感難以察覺的細(xì)微缺陷，容易受人為主觀判斷影響。檢查時需要注意安全，避免刀具對手部造成意外傷害。檢查結(jié)果受檢查人員手部清潔度、干燥度及檢查力度等因素的影響。新一代刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)刀具狀態(tài)監(jiān)測選擇輕量級的人工智能模型，例如使用淺層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或一些基于決策樹的模型。

間接測量法是通過測量與刀具狀態(tài)相關(guān)的物理量，如切削力、切削溫度、振動、聲發(fā)射等，來推斷刀具的磨損狀態(tài)。切削力監(jiān)測是一種常用的間接測量方法。刀具磨損會導(dǎo)致切削力的增大，通過安裝在機(jī)床上的力傳感器測量切削力的變化，可以判斷刀具的磨損程度。例如，在車削加工中，當(dāng)?shù)毒吣p嚴(yán)重時，主切削力會***增加。切削溫度監(jiān)測也是一種有效的方法。刀具磨損會使切削溫度升高，通過紅外傳感器、熱電偶等測量切削區(qū)域的溫度變化，可以間接反映刀具的磨損情況。振動監(jiān)測是通過安裝在機(jī)床上的加速度傳感器采集切削過程中的振動信號，分析振動信號的特征參數(shù)，如幅值、頻率等，來判斷刀具的狀態(tài)。當(dāng)?shù)毒叱霈F(xiàn)磨損或破損時，振動信號會發(fā)生明顯的變化。聲發(fā)射監(jiān)測利用材料在變形和斷裂過程中釋放的彈性波來監(jiān)測刀具狀態(tài)。刀具磨損和破損時產(chǎn)生的聲發(fā)射信號具有獨(dú)特的特征，通過對聲發(fā)射信號的分析和處理，可以實(shí)現(xiàn)對刀具狀態(tài)的監(jiān)測。

刀具狀態(tài)監(jiān)測的發(fā)展趨勢（一）多傳感器融合單一傳感器獲取的信息往往具有局限性，難以***準(zhǔn)確地反映刀具的狀態(tài)。未來，將多種傳感器進(jìn)行融合，如切削力、振動、聲發(fā)射、溫度、圖像等傳感器的融合，能夠獲取更豐富、更***的刀具狀態(tài)信息，提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性和可靠性。（二）在線實(shí)時監(jiān)測隨著制造過程的自動化和智能化程度不斷提高，對刀具狀態(tài)監(jiān)測的實(shí)時性要求也越來越高。在線實(shí)時監(jiān)測能夠及時發(fā)現(xiàn)刀具的狀態(tài)變化，并在極短的時間內(nèi)做出響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)加工過程的自適應(yīng)控制和優(yōu)化。（三）智能化監(jiān)測利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)刀具狀態(tài)監(jiān)測的智能化。通過對大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和分析，自動提取刀具狀態(tài)的特征信息，智能診斷刀具的磨損、破損等狀態(tài)，并預(yù)測刀具的剩余使用壽命。刀具狀態(tài)監(jiān)測對于提高加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率，降低成本和保障安全都具有不可忽視的必要性。

刀具狀態(tài)監(jiān)測的重要性（一）保證加工質(zhì)量刀具的磨損和破損會導(dǎo)致切削力的變化、切削溫度的升高以及加工表面粗糙度的增加。通過實(shí)時監(jiān)測刀具狀態(tài)，可以及時調(diào)整加工參數(shù)或更換刀具，從而保證加工零件的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量。（二）提高生產(chǎn)效率及時發(fā)現(xiàn)刀具的磨損和破損，避免因刀具失效而導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷和機(jī)床停機(jī)時間的增加，能夠有效地提高機(jī)床的利用率和生產(chǎn)效率。（三）降低生產(chǎn)成本通過合理地監(jiān)測刀具狀態(tài)，可以延長刀具的使用壽命，減少刀具的更換次數(shù)，降低刀具的采購成本。同時，避免因刀具失效而造成的廢品和返工，也能夠降低生產(chǎn)成本。通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法，刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)不斷優(yōu)化和改進(jìn)自身的監(jiān)測性能。新一代刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)利用安裝在機(jī)床上的攝像頭獲取刀具的圖像，通過圖像處理技術(shù)分析刀具的磨損、破損情況。新一代刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

智能監(jiān)測技術(shù)隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，深度學(xué)習(xí)等智能算法被引入刀具磨損監(jiān)測領(lǐng)域。通過總結(jié)和分析切削過程中的信號特征，建立刀具磨損與信號特征之間的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)刀具磨損的智能預(yù)測和剩余使用壽命的評估。這種方法能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測刀具的磨損狀態(tài)和剩余使用壽命，對滿足高精度加工要求和提高自動化加工生產(chǎn)率具有重要意義。綜上所述，刀具監(jiān)測技術(shù)涵蓋了傳統(tǒng)監(jiān)測方法、在線狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)和智能監(jiān)測技術(shù)等多種手段。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體需求和條件選擇合適的技術(shù)手段進(jìn)行刀具監(jiān)測和評估。新一代刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)