[发明专利]一种刀具磨损的在线预测和监测方法

说明书

本发明属于刀具领域现有国内没有刀具在线磨损预测的装置，国外的在线磨损是对机床的工作台进行改造，造价高，但是对于刀具在加工过程中的磨损在线监测效果延迟时间长同时，对于刀具下一加工点的磨损预测位置不准确。为了解决以上问题，本发明提供了一种刀具磨损的在线预测和监测方法，包括以下步骤：第一步：在刀具上安装刀片切削力及切削温度测量装置，第二步：将刀片切削力及切削温度测量装置采集到的信号进行频谱分析；第三步：将频谱分析后的信号输入电脑后通过电脑程序进行识别，第四步：通过电脑程序计算得到上控线；第五步：重复第二步和第三步，将识别的信息和第四步的上控线进行比对，如果超过上控线，电脑程序发出报警。

技术领域

本发明属于刀具领域，涉及一种刀具磨损的在线预测和监测方法。

背景技术

刀具磨损是切削加工中的必然现象，减缓刀具磨损对切削加工具有重要意义，除了在刀具材料、加工工艺参数上优化外，刀具在线监测技术可以实现刀具磨损预报、分析加工参数的合理性，提高加工质量，降低加工成本。

目前国内市场上，刀具在线监测的应用尚属空白，机械制造企业对刀具在线监测的认知不够，但随着刀具在线监测水平的日益提高，刀具的在线监测系统必将受到机加工企业的认可和欢迎，在国内市场上实现良好的应用前景。

在传统机加工过程中，普通车床中对于刀具的磨损的状况对于加工零件的影响完全依靠人工的经验判断；国内对于机加工刀具的监测没有明确的定义，同类的国内产品在磨损监测方面针对的是磨床的数据。其理论依据是根据多次试验数据建立磨损的曲线，磨床加工时参照磨损曲线进行监测，但不具备预报功能，而且对于监测反应具有滞后性。对于现有的高级数控机床内部具有此类功能，但是对于中小型加工企业而言，想要使用这样的功能只能通过购买相应的机床设备，成本造价过高无法承担，只能在实际加工中通过多次更换加工刀具的刀头。实际加工过程中，由于刀具磨损没有及时发现导致的加工事故往往给企业造成大量的损失，甚至会有机毁人亡的可能。同时对于机床而言，即便能够有使用刀具磨损预报功能的机床设备虽然能够收集数据，但是监测和预报系统不能与机床兼容，给生产厂家造成不便。

国内大部分的加工制造商对于刀具磨损的监测预报没有成熟的意识概念，但是在国外这一类技术确实趋于成熟。德国山德维克公司的同款功能产品使我们之前的研究对象，山德维克的产品同样是进行改造，不过改造的装饰是机床的工作台，产品售价在100000元左右，其功能上也能实现对于机加工刀具的磨损监测和预报，但是该公司的产品对于刀具在加工过程中的磨损在线监测效果延迟时间长同时，对于刀具下一加工点的磨损预测位置不准确。

发明内容

1、所要解决的技术问题：

现有国内没有刀具在线磨损预测的装置，国外的在线磨损是对机床的工作台进行改造，造价高，但是对于刀具在加工过程中的磨损在线监测效果延迟时间长同时，对于刀具下一加工点的磨损预测位置不准确。

2、技术方案：

为了解决以上问题，本发明提供了一种刀具磨损的在线预测和监测方法，包括以下步骤：第一步：在刀具上安装刀片切削力及切削温度测量装置，第二步：将刀片切削力及切削温度测量装置采集到的信号进行频谱分析；第三步：将频谱分析后的信号输入电脑后通过电脑程序进行识别，第四步：通过电脑程序计算得到上控线；第五步：重复第二步和第三步，将识别的信息和第四步的上控线进行比对，如果超过上控线，电脑程序发出报警。