刀具監測主要采用人工檢測、離線檢測和在線檢測三種策略。人工檢查是指工人在加工過程中可以憑經驗檢查刀具的狀態;離線檢測是在加工前專門對刀具進行檢測,預測其壽命,看是否能勝任當前的加工;在線檢測又稱實時檢測,是在加工過程中對刀具進行實時檢測,并根據檢測結果做出相應的處理。目前刀具檢測的算法有很多,有的是利用理論計算刀具上應力的變化來判斷刀具的損傷.有的是利用時間序列分析來檢測刀具,有的是利用神經網絡技術來檢測刀具。還有的是利用小波變換理論和神經網絡技術來檢測刀具,但都是以理論為主??紤]到刀具的塑性損傷在數控加工中很少發生,磨損對數控加工的安全性影響很小,并且可以通過離線檢測進行加工,通過在線檢測,可以判斷微裂紋在當前載荷條件下是否會擴展。如果有可能擴大,我們認為載 荷是危險的,通過減少刀具的進給量來減少刀具上的載荷,以保證刀具的安全性。盈蓓德科技-刀具狀態監測。刀具狀態監測系統利用深度學習算法處理來自傳感器的力、振動、聲音等多源數據,提取復雜的特征模式。溫州新一代刀具狀態監測系統
刀具監測技術主要可以分為兩大類:直接監測方法和間接監測方法。直接監測方法通常是通過使用光學或觸覺傳感器直接觀察刀具的磨損情況。這種方法精度高,但必須進行停機檢測,時間成本較高,因此不適用于工業生產。間接監測方法則是通過監測與刀具磨損或破損密切相關的傳感器信號,如振動、切削力、電流功率和聲發射等,并利用建立的數學模型間接獲得刀具磨損量或刀具破損狀態。這種方法可以在機床加工過程中持續進行,不影響加工進度,因此更適用于在線監測。其中,基于振動的監測法是一種常用的間接監測方法。切削過程中,振動信號包含豐富的與刀具狀態密切相關的信息。通過測量和分析振動信號,可以有效地監測刀具的磨損和破損情況。此外,切削力監測法也是一種常用的間接監測方法。加工過程中,切削力會隨著刀具狀態的變化而改變,因此通過監測切削力的變化也可以有效地判斷刀具的狀態??偟膩碚f,刀具監測技術對于確保加工質量和提高生產效率具有重要意義。在實際應用中,應根據具體的加工需求和條件選擇合適的監測方法和技術。盈蓓德科技-刀具監測系統。溫州新一代刀具狀態監測系統刀具狀態監測選擇輕量級的人工智能模型,例如使用淺層神經網絡或一些基于決策樹的模型。
直接測量法是刀具狀態監測中的一種重要手段,具有以下的優缺點:優點:直觀性強直接對刀具的幾何參數進行測量,能夠直觀地反映刀具的磨損和破損情況,結果清晰明確,易于理解。測量精度較高例如使用高精度的光學測量設備或接觸式傳感器,可以獲取較為精確的刀具尺寸和形狀數據??舍槍π詼y量能夠針對特定的刀具部位進行測量,如刀刃的磨損區域,從而提供更具體的狀態信息。缺點:測量環境要求高以光學測量法為例,對環境的光照、灰塵等因素較為敏感,可能會影響測量的準確性??赡軗p傷刀具表面接觸式測量法在測量過程中可能會與刀具表面產生接觸,從而對刀具表面造成一定的損傷。測量效率較低特別是對于一些復雜形狀的刀具,測量過程可能較為繁瑣,耗費時間較長,難以實現在線實時監測。成本較高高精度的直接測量設備通常價格昂貴,增加了監測的成本投入。
一些常見的刀具狀態監測系統類型:直接測量系統:測力系統:通過安裝在機床工作臺上的力傳感器來測量切削力的變化。例如,在銑削加工中,刀具磨損會導致切削力增大,通過測力系統可以監測到這一變化。聲發射監測系統:檢測刀具在切削過程中產生的聲發射信號。當刀具出現裂紋或破損時,聲發射信號會發生明顯改變。間接測量系統:振動監測系統:分析刀具切削時產生的振動信號。通常,刀具磨損加劇會使振動幅度和頻率發生變化。比如在車削過程中,刀具磨損會導致振動加劇。功率監測系統:測量機床主軸的功率消耗。隨著刀具的磨損,功率消耗也會有所不同。溫度監測系統:監測刀具和切削區域的溫度。刀具過度磨損時,溫度往往會升高。刀具狀態監測系統結合多種不同類型的傳感器,綜合分析刀具的狀態,提高監測的準確性和可靠性。
溫度監測法:原理:通過監測刀具的溫度來分析刀具的狀態。刀具在異常狀態下(如磨損、過載)往往伴隨著溫度的升高。優點:簡單易行,溫度傳感器成本較低。缺點:準確性不夠高,因為溫度變化可能受到多種因素的影響。圖像監測法:原理:通過拍攝刀具的表面圖像來分析刀具的狀態。這種方法依賴于圖像處理技術來識別刀具表面的裂紋、磨損等缺陷。優點:直觀、準確,能夠提供刀具表面的詳細信息。缺點:需要專業的圖像處理設備和技術支持,成本較高。技術實現硬件配置:包括傳感器、信號處理器、數據采集器等硬件設備。這些設備需要具備一定的可靠性和穩定性,能夠適應加工現場的環境和條件。軟件系統:實現數據采集、處理、分析和控制等功能。軟件系統需要具備可擴展性和可維護性,以滿足不同加工需求的變化。人機交互界面:通過人機交互界面,操作人員可以方便地監控刀具的狀態、調整切削參數等。界面應簡單易用、可視化,并具備安全保護功能?;谌斯ぶ悄艿谋O測系統可以通過對刀具振動、聲音、溫度等多源數據分析,實現對刀具狀態的準確評估和預測。紹興自主研發刀具狀態監測應用
刀具狀態監測系統保障生產安全,破損的刀具可能會飛出,對操作人員造成傷害。溫州新一代刀具狀態監測系統
三、食品加工行業在食品加工行業,生產線上需要使用各種不同種類的刀具,如菜刀、面包刀、砧板等。刀具狀態監測系統可以實現對各種刀具的狀態和性能監測,確保食品加工的安全和衛生。通過監測刀具的磨損和污染情況,系統可以提醒操作人員及時更換或清洗刀具,防止食品污染。四、航空航天領域在航空航天領域,對零件的加工精度和質量要求極高。刀具狀態監測系統能夠確保刀具在加工過程中的穩定性和可靠性,避免因刀具問題導致的加工精度下降和零件報廢。這對于提高航空航天產品的安全性和可靠性具有重要意義。溫州新一代刀具狀態監測系統