随着制造业的不断发展，刀具在机械加工过程中起着至关重要的作用。刀具的状态直接影响着加工质量、生产效率和成本。因此，刀具状态监测成为了现代制造领域中的一个重要研究课题。本文综合阐述了刀具状态监测的重要性、常用的监测方法以及未来的发展趋势。一、引言在机械加工中，刀具由于长时间的切削作用，会逐渐磨损、破损甚至失效。如果不能及时发现刀具的这些状态变化，可能会导致加工零件的精度降低、表面质量变差，甚至会造成机床的损坏和生产的中断。因此，对刀具状态进行实时、准确的监测，对于保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。刀具状态监测系统利用 GPU 进行加速计算，同时优化监测频率，成功降低了计算成本，同时保证了监测的准确性。嘉兴自主研发刀具状态监测公司
四、实现步骤信号采集：通过传感器采集刀具的振动、声音、温度等参数。信号处理：对采集到的信号进行预处理，如滤波、降噪等，以提高信号质量。特征提取：从处理后的信号中提取出能够表征刀具状态的特征参数，如均值、均方根、峰值等。模式识别：将提取的特征参数输入到模式识别算法中，建立刀具状态与特征参数之间的映射关系，实现刀具状态的在线监测。决策与控制：根据监测结果，控制系统自动调整切削参数或更换刀具，以保证加工过程的稳定性和高效性。上海自主研发刀具状态监测技术刀具状态监测系统采集到的数据可能存在噪声、缺失值或异常值，影响模型的训练和预测准确性。
刀具监测技术主要可以分为两大类：直接监测方法和间接监测方法。直接监测方法通常是通过使用光学或触觉传感器直接观察刀具的磨损情况。这种方法精度高，但必须进行停机检测，时间成本较高，因此不适用于工业生产。间接监测方法则是通过监测与刀具磨损或破损密切相关的传感器信号，如振动、切削力、电流功率和声发射等，并利用建立的数学模型间接获得刀具磨损量或刀具破损状态。这种方法可以在机床加工过程中持续进行，不影响加工进度，因此更适用于在线监测。其中，基于振动的监测法是一种常用的间接监测方法。切削过程中，振动信号包含丰富的与刀具状态密切相关的信息。通过测量和分析振动信号，可以有效地监测刀具的磨损和破损情况。此外，切削力监测法也是一种常用的间接监测方法。加工过程中，切削力会随着刀具状态的变化而改变，因此通过监测切削力的变化也可以有效地判断刀具的状态。总的来说，刀具监测技术对于确保加工质量和提高生产效率具有重要意义。在实际应用中，应根据具体的加工需求和条件选择合适的监测方法和技术。盈蓓德科技-刀具监测系统。
针对刀具磨损状态在实际生产加工过程中难以在线监测这一问题，提出一种通过通信技术获取机床内部数据，对当前的刀具磨损状态进行识别的方法。通过采集机床内部实时数据并将其与实际加工情景紧密结合，能直接反映当前的加工状态。将卷积神经网络用于构建刀具磨损状态识别模型，直接将采集到的数据作为输入，得到了和传统方法精度近似的预测模型，模型在训练集和在线验证试验中的表现都符合预期。刀具磨损状态识别的方法在投入使用时还有一些问题有待解决：①现有数据是在相同的加工条件下测得的，而实际加工过程中，加工参数以及加工情景是不断变化的，因此需要在下一步的研究中，进行变参数试验，考虑加工参数对于刀具磨损的影响，并针对常用的一些加工场景，建立不同的模型库。变换加工场景，通过获取当前场景，及时匹配相应的预测模型即可。②本研究中的模型是一个固定的模型。今后需要根据实时的信号以及已知的磨损状态，对模型进行实时更新，从而在实时监测过程中实现自学习，不断提升模型的精度和预测效果。盈蓓德科技-刀具状态监测。刀具状态监测需要实时响应，以便及时采取措施。但复杂的人工智能模型可能存在延迟，影响生产效率。
刀具监测管理系统是我们基于精密加工行业特征，结合加工中心、车床等机械加工过程，打造的一款刀具状态监测和寿命预测分析系统，通过采集主轴电流（负载）信号、位置信号、速度信号等30维度+数据信号，结合大数据流式处理、自然语言处理等自学习处理算法和行业多年经验数据沉淀，构建一套完整的刀具寿命预测和状态监控管理系统，能够实现100%断刀和崩刃监控，磨损监控识别率达到99%以上，提供基于刀具状态监测和寿命预测的异常停机控制模块，避免因刀具异常导致的产品质量损失和异常撞机事故，帮助用户节约刀具成本30%以上，100%避免刀具异常带来的产品质量损失，为用户提供无忧机加工过程管理。盈蓓德科技-刀具状态监测系统。刀具状态监测是确保机械加工过程高效、高质量和安全运行的重要环节。宁波智能刀具状态监测技术规范
刀具状态监测系统可以分析刀具切削时产生的振动信号。通常，刀具磨损加剧会使振动幅度和频率发生变化。嘉兴自主研发刀具状态监测公司
三、食品加工行业在食品加工行业，生产线上需要使用各种不同种类的刀具，如菜刀、面包刀、砧板等。刀具状态监测系统可以实现对各种刀具的状态和性能监测，确保食品加工的安全和卫生。通过监测刀具的磨损和污染情况，系统可以提醒操作人员及时更换或清洗刀具，防止食品污染。四、航空航天领域在航空航天领域，对零件的加工精度和质量要求极高。刀具状态监测系统能够确保刀具在加工过程中的稳定性和可靠性，避免因刀具问题导致的加工精度下降和零件报废。这对于提高航空航天产品的安全性和可靠性具有重要意义。嘉兴自主研发刀具状态监测公司
