[发明专利]刀具磨损监测方法、装置、电子设备及存储介质

权利要求书

1.一种刀具磨损监测方法，其特征在于，包括：

获取切削过程中的刀具的振动数据；

计算所述振动数据的双谱；

计算双谱对角切片；

计算所述双谱对角切片的耦合特征频率峰值指数；

基于耦合特征频率峰值指数来计算刀具磨损阈值；以及

通过所述刀具磨损阈值来监测所述刀具的磨损状态；

其中所述计算所述双谱对角切片的耦合特征频率峰值指数包括：

按如下公式计算耦合特征频率峰值指数CFPI：

式中，B_n(f_i^c)为耦合特征频率对应的双谱对角切片幅值，B_n(f_j)为频率为f_j的对角切片幅值，P为耦合特征频率的个数，Q为对角切片频率分量的个数。

2.根据权利要求1所述的刀具磨损监测方法，其特征在于，所述基于耦合特征频率峰值指数来计算刀具磨损阈值包括：

基于刀具锋利时期的对角切片耦合特征频率峰值指数计算均值μ和标准差σ；

基于3σ准则，将μ与3σ的和设定为所述刀具磨损阈值。

3.根据权利要求2所述的刀具磨损监测方法，其特征在于，所述基于所述刀具锋利时期的对角切片耦合特征频率峰值指数计算均值μ和标准差σ包括：

按如下公式计算均值μ和标准差σ：

其中，k为基于刀具锋利时期的振动数据所计算得到的CFPI的个数。

4.根据权利要求1所述的刀具磨损监测方法，其特征在于，所述通过所述刀具磨损阈值来监测所述刀具的磨损状态包括：

若耦合特征频率峰值指数大于所述刀具磨损阈值，则认定刀具磨损。

5.根据权利要求1所述的刀具磨损监测方法，其特征在于，所述计算双谱对角切片包括：

令f₁＝f₂＝f得到双谱对角切片B(f)，其中，f₁,f₂为双谱频率分量，f为双谱对角切片频率；

对双谱对角切片B(f)进行归一化。

6.根据权利要求1所述的刀具磨损监测方法，其特征在于，所述计算所述振动数据的双谱包括：

将所述振动数据分成K个数据段；

对每段数据进行去均值处理；

计算每段数据的三阶累积量；

对K个数据段的三阶累积量进行统计平均，得到三阶累积量估计值；

对三阶累积量估计值进行二维傅里叶变换，得到双谱估计值。

7.根据权利要求1所述的刀具磨损监测方法，其特征在于，所述获取切削过程中的刀具的振动数据包括：

采集切削加工过程中刀具主轴的振动信号。

8.一种刀具磨损监测装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取切削过程中的刀具的振动数据；

双谱计算单元，用于计算所述振动数据的双谱；

双谱对角切片计算单元，用于计算双谱对角切片；

耦合特征频率峰值指数计算单元，用于计算所述双谱对角切片的耦合特征频率峰值指数；

刀具磨损阈值计算单元，基于耦合特征频率峰值指数来计算刀具磨损阈值；以及

检测单元，用于通过所述刀具磨损阈值来监测所述刀具的磨损状态；

其中所述计算所述双谱对角切片的耦合特征频率峰值指数包括：

按如下公式计算耦合特征频率峰值指数CFPI：

式中，B_n(f_i^c)为耦合特征频率对应的双谱对角切片幅值，B_n(f_j)为频率为f_j的对角切片幅值，P为耦合特征频率的个数，Q为对角切片频率分量的个数。