金屬加工過程中，刀具監(jiān)控的狀態(tài)對(duì)于生產(chǎn)效率和表面加工質(zhì)量有重要影響，對(duì)刀具進(jìn)行磨損檢測(cè)具有一定的必要性。在傳統(tǒng)行業(yè)中，操作人員一般會(huì)通過切屑的顏色變化、振動(dòng)聲音的變化、加工時(shí)間和加工工件的數(shù)量等來判斷刀具的磨損狀態(tài)及破損情況。人工判斷受經(jīng)驗(yàn)等因素影響較大，判斷準(zhǔn)確性不高，會(huì)出現(xiàn)以下情況:(1)會(huì)造成刀具磨損量尚未超過規(guī)定的磨損標(biāo)準(zhǔn)就被更換，使刀具沒有被充分利用，造成嚴(yán)重浪費(fèi)而使產(chǎn)品成本升高;(2)會(huì)造成刀具已嚴(yán)重磨損或破損而不能及時(shí)被更換，這不僅影響工件表面加工的質(zhì)量和尺寸精度，還有可能造成人員傷亡事故的發(fā)生。由此可見，在機(jī)加工過程中，對(duì)刀具磨損狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)是至關(guān)重要的。

—、我國(guó)刀具磨損檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展歷史

刀具磨損狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)是指在生產(chǎn)加工過程中，通過某種傳感器，將刀具磨損變化量轉(zhuǎn)換成該傳感器的信號(hào)變化量。然后，采集傳感器的輸出信號(hào)并進(jìn)行分析和處理，從而得到刀具的當(dāng)前磨損狀態(tài)，以便進(jìn)一步預(yù)測(cè)刀具未來時(shí)刻的可能磨損量。系統(tǒng)的具體模塊是:研究對(duì)象、加工條件、信號(hào)采集、特征提取、狀態(tài)識(shí)別。

迄今為止，由于切削過程的多樣性、復(fù)雜性和隨機(jī)性，我國(guó)現(xiàn)有的刀具檢測(cè)系統(tǒng)不具有通用性。刀具狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)控仍是一項(xiàng)尚未完善解決，是迫切需要進(jìn)一步研究和探索的科研課題。

迄今為止，由于切削過程的多樣性、復(fù)雜性和隨機(jī)性，我國(guó)現(xiàn)有的刀具檢測(cè)系統(tǒng)不具有通用性。刀具狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)控仍是一項(xiàng)尚未完善解決，是迫切需要進(jìn)一步研究和探索的科研課題。

間接法測(cè)量中，比較有代表性的有切削力檢測(cè)、聲發(fā)射檢測(cè)、振動(dòng)檢測(cè)、切削溫度檢測(cè)及工件表面粗糙度檢測(cè)等幾種。完成切削力檢測(cè)的設(shè)備較為昂貴，占很大安裝空間，在研究切削力變化時(shí)，研究人員難以判斷是切削力自身變化還是由工件材料等物理屬性的變化引起的。

聲發(fā)射檢測(cè)的傳感器雖安裝方便，當(dāng)安裝位置要求較高，安裝的位置不同對(duì)檢測(cè)的影響程度不一樣。檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)通常是使用壓電式加速傳感器，但實(shí)際檢測(cè)時(shí)檢測(cè)工件的垂直面比較難以實(shí)現(xiàn)，很難得到理想的檢測(cè)信號(hào)。使用熱電效應(yīng)進(jìn)行溫度檢測(cè)，但因熱電偶的慣性大響應(yīng)慢，不適用于實(shí)際生產(chǎn)。

用已加工出來的工件的表面粗糙度來反映磨損量的變化情況，不能夠及時(shí)反映出刀具的磨損量。另外，影響工件表面粗糙度的因素不是單方面引起的，且需要事先采集樣品定標(biāo)，受工況中切削液、切屑、工件材質(zhì)、振動(dòng)等的影響較大，實(shí)用水平不高。各種間接檢測(cè)方法雖然實(shí)施起來比較方便，但其敏感性低，信號(hào)變化不大時(shí)檢測(cè)難度大，且會(huì)因?yàn)椴牧蟽?nèi)部分布不均勻受到影響。