刀具監(jiān)控應(yīng)用背景
隨著生產(chǎn)自動(dòng)化和智能化程度的提高，對(duì)刀具破損在線監(jiān)控提出了更高的要求。
在切削加工過程中，刀具的切削刃不僅承受著很高的切削力和切削溫度，同時(shí)由于加工材料中含有的硬質(zhì)點(diǎn)也會(huì)給高速運(yùn)行中的刀具造成沖擊，這些復(fù)雜的工況都容易造成刀具在加工過程中的破損。
加工過程中破損的刀具如果未及時(shí)更換而繼續(xù)加工將會(huì)導(dǎo)致切削力和切削溫度急劇升高，加工出來的工件表面粗糙度和尺寸超差，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致機(jī)床的損壞以及危及到操作人員。
因此對(duì)于生產(chǎn)線批量生產(chǎn)刀具破損在線監(jiān)控是非常有必要的。
近年來隨著生產(chǎn)人工成本的增加，制造企業(yè)對(duì)機(jī)械加工過程的效率要求越來越高，這種市場(chǎng)的要求使得越來越多的機(jī)械制造企業(yè)將更大的資金投入到自動(dòng)化程度更高、智能化程度更高的數(shù)控生產(chǎn)線的應(yīng)用領(lǐng)域。
雖然這些先進(jìn)的生產(chǎn)模式大大的節(jié)約了人工成本，提高了加工效率，但是對(duì)工藝系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控提出了很高的要求。
工藝系統(tǒng)中對(duì)刀具的監(jiān)控是＊關(guān)鍵的，刀具的狀態(tài)不僅影響產(chǎn)線節(jié)拍、還關(guān)系到產(chǎn)線的加工效率以及機(jī)床等工藝系統(tǒng)的安全。
傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式中刀具的狀態(tài)一般都是憑借機(jī)床操作人員的觀察與經(jīng)驗(yàn)判斷刀具是否破損，這種判斷方法帶有很強(qiáng)的主觀性。
隨著生產(chǎn)車間自動(dòng)化和智能程度的大大提高，車間的生產(chǎn)線大多數(shù)都是由很少的人來管理或者智能化更高的產(chǎn)線甚至出現(xiàn)無人值守，顯然傳統(tǒng)的依靠機(jī)床操作人員個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來判斷切削過程中刀具的是否需要更換已經(jīng)不能滿足當(dāng)前這些先進(jìn)的制造模式。
當(dāng)前很多的生產(chǎn)線都是統(tǒng)計(jì)刀具當(dāng)前的加工時(shí)間或加工件數(shù)作為換刀的依據(jù)，而這種方法作為換刀的依據(jù)往往在設(shè)置加工件數(shù)或加工時(shí)間的時(shí)候較為保守，很可能會(huì)導(dǎo)致刀具壽命的浪費(fèi)，同時(shí)如果在刀具壽命內(nèi)出現(xiàn)刀具突然的破損也是無法預(yù)測(cè)的。
刀具失效主要形式有刀具磨損和刀具破損。
在加工過程中刀具的磨損是一個(gè)逐漸變化的過程，只要是運(yùn)動(dòng)中的刀具與工件接觸就會(huì)發(fā)生刀具磨損。
一般刀具都有一個(gè)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，刀具在切削過程中沒有達(dá)到該磨鈍標(biāo)準(zhǔn)就失去了切削加工的能力，這種現(xiàn)象就是刀具破損。
以刀具在切削加工中破損現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間來劃分，刀具破損有前期破損和后期破損之分。
在剛開始切削加工時(shí)切削刃和刀面并沒有出現(xiàn)明顯的磨損但是刀具失去了切削能力，刀具出現(xiàn)的這種現(xiàn)象稱為前期破損。
刀具后期破損則是刀具在切削一段時(shí)間后導(dǎo)致的刀具失去切削能力。
刀具破損的另一種劃分是根據(jù)破損形式分為塑性破損與脆性破損。
