[发明专利]一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法

权利要求书

1.一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法，其特征在于，该刀具状态监测方法利用数据采集系统和信号处理程序，从钻削加工过程产生的声发射信号中提取断屑时间，将断屑时间的平均值作为反映刀具状态的特征值，利用该特征值对钻削加工的刀具状态进行监测；

所述从声发射信号中提取断屑时间的步骤为：首先利用数据采集系统采集钻削加工过程产生的声发射信号，然后利用信号处理程序中包络解调法得到声发射信号的低频包络曲线，再利用信号处理程序中小波峰谷检测法得到低频包络曲线的波谷位置，从而得到反映刀具状态的断屑时间；

利用信号处理程序中包络解调法得到声发射信号的低频包络曲线，再利用信号处理程序中小波峰谷检测法得到低频包络曲线的波谷位置，从而得到反映刀具状态的断屑时间具体为：首先对声发射信号进行带通滤波，然后利用包络解调法对带通滤波后的声发射信号进行包络解调分析得到低频包络曲线，再对低频包络曲线进行带通滤波，然后利用小波峰谷检测法，准确地识别带通滤波后的低频包络曲线的波谷位置，计算相邻波谷的时间间隔，从而提取出反映刀具状态的断屑时间。

2.根据权利要求1所述的一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法，其特征在于，所述数据采集系统包括安装在机床工作台(4)上的声发射传感器(5)，声发射传感器(5)上连接有用于对声发射传感器(5)的输出信号进行调理的前置放大器(6)，前置放大器(6)上连接有用于采集调理后的电压信号的模拟采集模块(7)，模拟采集模块(7)上连接有用于保存采集数据的电脑(8)，所述信号处理程序置于电脑(8)中；

机床工作台(4)上设置加工工件(3)，加工工件(3)的正上方设置有连接在机床主轴(1)上的钻销加工刀具(2)。

3.根据权利要求1所述的一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法，其特征在于，所述利用小波峰谷检测法准确地识别低频包络曲线的波谷位置，具体是对小波峰谷检测算法的阈值、宽度、去趋势三个参数进行设置，以达到如下波谷检测效果：第一、去除低频包络曲线中缓慢变化的趋势项；第二、准确识别切屑断裂时由于碰撞所产生的两个临近波谷中，更接近真实断裂时刻的波谷。

4.根据权利要求1所述的一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法，其特征在于，将断屑时间的平均值作为反映刀具状态的特征值，利用该特征值对钻削加工的刀具状态进行监测的步骤为：得到一个钻削加工过程对应的断屑时间后，计算断屑时间的平均值，作为反映该钻削加工过程的刀具状态的特征值，并设定阈值T₁和阈值T₂，且T₁＜T₂，当断屑时间的平均值大于等于T₁且小于T₂时，刀具发生严重磨损；当断屑时间的平均值大于等于T₂时，刀具发生破损；所述的阈值T₁和阈值T₂通过刀具试验获得。