机床刀具的破损检测
机床刀具磨损检测方法
机床刀具磨损检测方法机床刀具磨损检测方法机床刀具是机械加工中不可或缺的工具，其磨损情况直接影响加工质量和效率。
因此，磨损检测是机床刀具维护保养的重要环节。
下面介绍几种常见的机床刀具磨损检测方法。
1. 目视检测法目视检测法是最简单、最直观的一种检测方法。
通过观察刀具的外观和切削面，可以初步判断刀具的磨损情况。
例如，刀具的切削面出现磨痕、刃口变钝等现象，就说明刀具已经磨损严重，需要更换或修整。
2. 量具检测法量具检测法是一种比较精确的检测方法。
常用的量具有千分尺、游标卡尺等。
通过测量刀具的长度、直径、刃口宽度等参数，可以准确地判断刀具的磨损情况。
例如，当刀具的刃口宽度超过了规定的范围，就说明刀具已经磨损到需要更换或修整的程度。
3. 声波检测法声波检测法是一种非接触式的检测方法。
通过检测刀具在切削过程中产生的声波信号，可以判断刀具的磨损情况。
当刀具磨损严重时，切削时产生的声波信号会发生变化，可以通过分析信号的频率、振幅等参数来判断刀具的磨损情况。
4. 热成像检测法热成像检测法是一种基于红外线技术的检测方法。
通过拍摄刀具在切削过程中产生的热像，可以判断刀具的磨损情况。
当刀具磨损严重时，切削时产生的热量会增加，从而在热像上表现为明显的热点。
通过分析热像的颜色、亮度等参数，可以准确地判断刀具的磨损情况。
总之，机床刀具磨损检测是机床维护保养的重要环节，不同的检测方法各有优缺点，可以根据具体情况选择合适的方法进行检测。
在实际应用中，可以结合多种检测方法，以提高检测的准确性和可靠性。
数控机床刀具磨损与破损的声发射监测法
０ 引 言
刀具在 破裂 时会产 生一 种弹性 波 ，这 种弹性 波是 以固体在产 生塑性 变形 和破 裂时 释放 出的能量转换 成 声 波的形式 传播 出来 的 。可 以通过 在刀具 主轴 内部装
一
刀具磨 损和破 损 的在 线实 时监测是 自动 化加工 生 产线 中一个 困难而 又重要 的 问题 ，它 是实现 生产过 程
关 信息 ，所 以可以根 据机床结 构 内部 发 出的应 力 波来
３ 刀 具磨损 、破 损的声发 射监 测
３ １ 刀 具 磨 损 、破 损 的 ＡＥ 信 号 监 测 系统 ．
收 稿 日期 ：２ １ －５２ ；修 回 Ｅ期 ：２ １— ７１ ０ ００— ４ ｌ ０００ ８ 作 者简 介 ：蒙 斌 （ ７一 ． ， 夏 固 原人 ， 师 ， 士 。 １ ９ ）男 宁 ９ 讲 硕
・１ ２ ・ห้องสมุดไป่ตู้３
机 械 工 程 与 自 动 化
２１ ０ ０年 第 ６期
由于 ＡＥ信号提 供 了工 件 、刀 具 等状态 变化 的有
信号 拾取下 来 ，作 为刀具 状态 的监测 信号 。
使得实 际监测存 在很 大的 困难 。监 测刀具 磨损 和破损
的方法 目前很 多 ，大致 可分 为直接 测量法 和 间接测量 法两大类 。 直接测量 法 主要有光 学法 、 触 电阻法 、 接 放 射性 法等 。间接测 量法 主要有 温度测 量法 、振动分 析
态 进行在 线监测 。
音传播 ， 主要 发 出非 周期 的 ＡＥ信 号 。 连续 型声发 射信 号幅值 较低 ，事 件发生 的频 率较高 ，以致 难 以分 为单 独事件 ，如 由固体材料 的 弹塑性变 形和 正常切 削发 出
数控机床刀具磨、破损状态监测方法的探讨
测 方 法的 基 本 原 理 、优 缺 点和 应 用 范 围的基 础 上 结合 自身的研 究指 出合 理 的 多信 号 融 合 监 测 是 目前 在 线 监 测研 究 的 发展 方
的情境和监控效果存在较大差异 ， 所 以对 刀具磨 、 破损状 态 的监测技 术进行分类和研究具有现实意义．
２ 国 内外 刀 具磨 、 破 损 状 态 监测 技 术
光学法主要包括光导纤维法等 ，它的工作原理通 常是 基于刀具磨损后磨损 区相对未磨损区具有更强 的光 反射 能 力， 且传 感器检测 的光 通量随着磨损 区域 的增 大而增大 ， 从 而识别刀具 的磨损程度 ，光学法理论上具有可靠性高 的优 点， 缺点是其监测结果 受到刀刃的清 洁状 态 、 切削热 引起 的
１ 数控机床刀具磨、 破 损 状 态 监 测 的意 义
刀具 既是金 属切 削类机 床 的重要 工作 原件 又属 于耗 材， 在切削过程 中不可避免的出现磨 、 破损现象． 一方面为保 证工件 的表面质量及尺寸精度 ，目前企业一般 是按 刀具 的 平均 寿命作 为更换 刀具 的标 准 ，以减少刀具破 损带来的各 种损 失 ， 但 这种做法往往导致 刀具使用 寿命 偏低． 而且频繁 地更 换刀具还会 带来加工成本的提高 ，机床辅助时 间的增 加 以及生产效率 的降低 ． 另一方面如果 刀具 的磨 、 破 损未能
图像 与刀具磨 、 破损程度间的关 系 ， 达到刀具状 态监 测的 目 的． 南京航空航天大学的杨吟飞基于窗 口跟踪的办法获取 了
Байду номын сангаас
浅谈数控机床刀具磨损的监测方法
浅谈数控机床刀具磨损的监测方法摘要：数控机床刀具磨损情况的监测对于降低因刀具的破损而带来的经济损失,提高其在数控机床中的利用率起着非常重要的作用。
通过回顾国内外各种关于刀具磨损情况的监测技术与方法研究,大概有以下方法，针对振动监测法、切削力监测法、功率性监测、及基于动态树理论的刀具磨损检测等,分析它们的优势与特点,可以了解到基于动态树理论的刀具而研究磨损监测技术手段是其未来发展的趋势。
关键词：数控机床；刀具磨损；监测方法前言刀具的磨损状态在目前我国的各种机械加工中已成为一种常见的情况,刀具磨损以及它的磨损状态直接地影响到了机械加工的准确性、精度和企业的经济效益，降低其刀具加工的费用,对于提高企业的社会经济效益很有利。
近几年来,随着我国先进的技术如 cims、 cnc 、 fms 机床的广泛应用,极大地改善了机械加工精度与生产设备的加工效率。
操纵人机已经从原先的单独或者两台开始进行操纵,变成现在可以同时运行和操纵多个设备。
如此，数控机床系统就能够实现自动地监视各种刀具的运转和工作状态,及时掌握正在运行中所需要使用刀具的磨损情况,从而根据各种刀具的断裂程度、刀具寿命、磨损量等各种刀具的故障情况实时地监测各种刀具的运转和工作状态的变化,并且当各种刀具的磨损量已经超过预先设置的磨损程度时发出信号和报警,就会因此变得尤其重要。
一、刀具磨损的监测方法刀具检测状态的检查技术通常包括传感器信号采集、信号处理及状态特征提取和状态辨认器三个组成部分。
刀具运行状态检测传感器系统中的传感器主要是为了接收到在切削工作过程中产生的切削机械信号,例如切削能力、功率、音频发射、震荡、振动、电流等。
1.刀具状态的振动监测法当工件在切削的过程中,工件和磨损后的刀具刃部侧面发生摩擦,产生不同速度和频率的振动，振动信号已经被认为是一种检测刀具的磨损和破坏敏感性较高的技术。
振动的特征检测和处理方法主要分为两种:一种就是把振幅区域划分为几个单独的振幅区域,不断地通过使用计算机电脑和数字化计算机对这些振幅区域的位置进行记录、分析,就已经可以准确检测得出一把刀具在使用后的每一个刀面上受到磨损的严重性程度;二是把振幅划分为高低两个组成部分,在切削过程中分别计算出两个组成部分的振幅。
数控机床切削过程刀具磨损与破损的振动监测法
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４结 论
数 控 机 床 切 削 过 程 中刀 具 磨 损 的 在 线 监 测 是 无 人 化 加 工 、柔 性 制 造 系 统 以 及 计 算 机 集 成 制 造 系 统 的关 键 技术 难
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切削 时 间 ｆ ｍｉ） （ ｎ 图 ５ 样 本 方 差 随 时 间 的变 化 显 然 ，若 用 某 一 过 程 的 转 折 点 作 为 阈值 去决 定 另 一 过程 的 磨 损 状 态 ，误 判 率 是 很 大 的 ， 因此 ，还 需 要 用 这些 特 征 量 构 成模 式 空 间 ，在此 基 础 上进 一 步 研 究状 态 识 别 的方 法 。
一
题 之 一 ，而 借 助 于 振 动 测 试 技 术 的刀 具 磨 损 与破 损 的在 线
监 测 法 ，可 以很 好 的 实 时 监 控 刀 具 的 磨 损 及 破 损 情 况 ，为 数 控 机 床 的 控 制 系 统 提 供 及 时 和 准 确 的刀 具 工 况 信 息 ， 以 便 及 时 调 整 或 更 换 刀 具 ，从 而 减 少 数 控 机 床 的故 障 率 和 提 高 零件 的加 工 质 量 。
维普资讯
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研 究与
将 拾 取 的振 动 加 速 度 （ 速 度 ）信 号 经 过 预 处 理 ，提 或 取 特 征参 数 ，然 后 分 别 在 时 域 、频 域 、时 延 域 、 幅值 域 和 倒 频域 等进 行 信 号 分 析 ，将 分 析 结 果 的待 检 模 式 与 标 准 模 式 （ 常 或异 常 模 式 ） 比较 ，从 而 做 出 诊 断 结 论 。本 文 主 正 要 做时 域 和 统 计 特征 分 析 。 （ ）刀 具磨 损过 程 的 时 序 模 型分 析 ２ 时序 模 型 的结 构 、参 数 、残 差 和 特性 函 数 （ 格 林 函 如 数 、 自协 方 差 函数 等 ）都 能 表 达 动态 过 程 的 特 征 。 图 ２和
检测数控铣床中刀具的磨损问题
检测数控铣床中刀具的磨损问题
数控铣床是现代制造业中广泛使用的一种机床，它能够高效地完成各种复杂零件的加工任务。
而其中刀具的磨损问题则是影响加工质量和效率的重要因素之一。
刀具磨损是指在使用过程中，刀具表面逐渐失去原有的尺寸和形状，导致其性能下降，甚至无法继续使用。
这种磨损现象主要是由于切削力、温度、润滑等因素引起的。
在实际生产中，如何及时检测刀具的磨损情况，是保证加工质量和效率的关键。
以下是一些常见的检测方法：
1. 目视检测法
这是最简单、最直观的检测方法。
操作人员可以通过肉眼观察刀具表面的变化，来判断其是否需要更换。
但这种方法只适用于表面磨损较为明显的情况，对于内部磨损或微小磨损则无法发现。
2. 测量法
这种方法需要使用专业的测量工具，如卡尺、显微镜等。
通过对刀具尺寸和形状进行精确测量，可以得出其磨损程度。
但这种方法操作较为繁琐，需要一定的技术水平和经验。
3. 振动信号分析法
这种方法利用数控铣床本身所产生的振动信号，通过信号处理技术来分析刀具的磨损程度。
这种方法不仅能够检测表面磨损，还能够发现内部磨损和微小磨损，具有较高的精度和可靠性。
除了以上几种方法外，还存在一些基于图像处理、声学信号等技术的检测方法。
这些方法在不同场景下都有其适用性和局限性，具体选择应根据实际情况而定。
总的来说，及时检测数控铣床中刀具的磨损问题，是保证加工质量和效率的重要措施。
通过选择合适的检测方法，并根据检测结果及时更换刀具，可以有效地减少生产过程中的故障和损失，提高生产效益。
CNC机床加工中的刀具磨损检测与预警
CNC机床加工中的刀具磨损检测与预警CNC机床是一种自动化控制技术应用广泛的现代化加工设备，其在制造业中扮演着重要的角色。
刀具作为CNC机床加工的关键工具，其磨损情况对加工质量和工艺效率有着直接的影响。
因此，准确、及时地检测和预警刀具磨损变得至关重要。
一、刀具磨损的影响因素在CNC机床加工过程中，刀具磨损是一个不可避免的问题。
然而，刀具磨损的程度和速度受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 加工材料的硬度和性质：加工硬度较高的材料会对刀具造成更大的磨损，而材料的性质也会导致刀具磨损的差异化。
2. 切削速度和进给量：刀具在高速切削和大进给量的情况下容易受到更大的磨损。
3. 冷却润滑条件：良好的冷却润滑条件可以有效减少刀具磨损，而缺乏冷却润滑则容易加剧刀具磨损。
4. 刀具的材质和涂层：不同材质和涂层的刀具对于不同材料的加工具有不同的磨损特点。
二、刀具磨损的检测方法准确检测刀具磨损的程度，对于提高加工效率和减少生产成本具有重要意义。
目前，常见的刀具磨损检测方法主要有以下几种：1. 视觉检测法：通过人工观察刀具的磨损情况，比如刀尖的变形以及表面的划痕等来判断刀具状态。
然而，这种方法需要依赖经验和操作者的主观判断，会存在误差。
2. 声音检测法：通过刀具加工时产生的声音特征来判断其磨损情况。
这种方法需要利用专门的声音传感器来采集和分析声音信号，但在实际应用中受到环境干扰的影响比较大，可能产生较大的误差。
3. 力学检测法：通过刀具在加工过程中所受到的切削力和切削力矩来判断刀具磨损的程度。
这种方法需要在CNC机床上安装力传感器进行实时监测，比较准确但也比较复杂。
4. 振动检测法：通过监测刀具在工作时所产生的振动信号来判断其磨损情况。
这种方法需要利用振动传感器进行实时监测，并通过信号处理分析来得出结论，可以实现实时监控和预警。
三、刀具磨损的预警系统为了能够及时发现并预防刀具的严重磨损，许多企业和研究机构开发出了各种刀具磨损的预警系统。
车刀检测报告检测什么内容
车刀检测报告检测什么内容1. 背景介绍车刀是机车行业中不可或缺的工具之一，它扮演着车辆维护和修理过程中的重要角色。
然而，由于刀具的使用寿命有限，或者受到不当使用和磨损的影响，车刀会出现钝化、断裂等问题，进而影响车辆的维修质量和工作效率。
为了保证车辆的正常运行和行车安全，车刀需要定期进行检测和维护。
本报告将介绍车刀检测中需要关注的内容以及常见的问题和解决方法。
2. 检测内容2.1 外观检测外观检测是车刀检测中最基本的一步，用于检查车刀是否存在明显的损伤或磨损。
检测人员会仔细观察车刀的刃口和刀柄，检查是否有裂纹、凹凸、破损等问题。
同时，还会检查刀具上是否有杂质或锈蚀，以及刀面是否锋利。
2.2 直线度检测直线度检测用于检测车刀的平整度和直线度，主要是针对一些平面和直线加工工具。
通过使用激光仪器或传感器在车刀表面进行扫描，检测人员可以快速判断车刀的表面是否平整和直线度是否达标。
2.3 硬度检测硬度检测是测试车刀硬度的一种方法，也是判断车刀材质质量和使用寿命的重要手段。
检测人员会使用硬度计对车刀表面进行硬度测试，通常以洛氏硬度或维氏硬度为指标。
硬度测试结果可以反映车刀在使用中是否存在过硬或过软等问题。
2.4 磨损检测磨损检测是车刀检测中最关键的一项内容，它直接影响车刀的使用寿命和加工效果。
通过使用显微镜、光学投影仪或扫描电子显微镜等仪器，检测人员可以观察车刀的磨损情况，包括刀面磨损、切割刃损坏、刀片边缘磨损等。
磨损检测的结果可以帮助维修人员确定是否需要更换车刀或进行磨削修复。
3. 常见问题及解决方法3.1 车刀断裂车刀断裂是常见的问题之一，通常是由于车刀使用寿命过长、质量不合格或受到过大的冲击力造成的。
当发现车刀断裂时，需要立即停止使用，并对断裂处进行检测和分析。
若是车刀自身问题，应更换新的车刀；若是因为外部冲击造成的，应检查车刀的固定方式和工作环境，以防止类似问题再次发生。
3.2 车刀钝化车刀钝化是由于长时间使用或者切削过硬材料而导致的刀具刃口变钝。
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机床刀具的破损检测
全球著名的高性能摩托车生产商Ducati Motor公司在长期的加工经验积累中，认识到了必须严格控制Desmodromic发动机贵重零件加工的重要性，并决定对此加工进行改善。
最终依赖破损检测生产出了独特的凸轮轴，防止加工过程中刀具破损引发的损失。
在一年当中，不同的刀具要使用成千上万次，始终存在着从刀库中取出开裂或破损刀具的风险，这会导致非常严重的后果。
通过使用基于创新的非接触测量技术的Renishaw刀具破损检测系统，这一问题迎刃而解。
Desmodromic系统是Ducati发动机从1972年以来就一直采用的
用以实现高速、高可靠性的一个概念
凸轮轴生产过程中的最重要环节是在两个Stama上完成的。
这两个加工中心全年不间断运转，生产用于各种Ducati发动机的凸轮轴（图1）。
Ducati Motor的制造技术专家Fulvio Abbondi评论道：“制造轴件需要很高的精度，整个精密加工过程都在我们的工厂中完成。
这是一种非常昂贵的零件。
它由特种合金钢制成，第一次粗车之后的坯件放入机床时成本就已经非常昂贵了。
”
图1 凸轮轴采用了特殊的“上升斜坡”非传统设计
在凸轮轴生产过程中，出现刀具破损的后果将非常严重，可能导致废品、重新加工的重大损失并浪费时间。
还可能损坏机床主轴，这一损失加上特殊刀具本身的成本将达到数千欧元。
实现控制
Abbondi提到了刀具破损检测的作用。
“在机床上对加工过程进行检查是很重要的。
Renishaw NC4系统安装在两台加工中心上：刀具载入主轴中准备加工之后，会立即在指定高度穿过该装置的光束（图2）。
如果切削刃破损，例如不是100mm，而是97mm长，激光系统就会发出报警。
显然，每种刀具都有自己的长度、直径等，而系统在刀具通过检测光束时将这一因素考虑在内。
”他继续说：“利用NC4，我们还可以检查用于加工凸轮上的键和其他基准点的小刀具的破损，这对发动机的正常运行十分关键。
如果没有Renishaw系统，机床可能会在切削刃破损的情况下运行，导致灾难性后果。
此外，由于对刀具进行自动破损检测，一名操作员就可以轻松地管理两台机床：他需要做的全部事情仅仅是装载零件并确保一切运行顺畅。
”
图2 Renishaw NC4系统用于防止破损刀具对非常昂贵的零件造成损坏
― 消除废品、避免重新加工和浪费时间
过程控制对加工操作至关重要，正如Abbondi所说：“我们做的第一件事就是安装一套由机床制造商提供的能够检查主轴电机功率的系统。
”该系统检查较大（用于钻最深的孔）的磨损程度，加工过程中磨损钻头应受力更明显。
如果扭矩增大，意味着刀具破损，于是发出报警。
但是我们还需要快速可靠地检测刀具破损，即便是最小的破损也不放过，这些破损常常可以逃过大多数检测系统的检查。
”
图3 安装在机床工作区外的Renishaw非接触式激光刀具检测系统
传统接触式检测系统存在一些缺点，往往不适合小刀具――刀具接触“按钮”或“杆”后激活装置。
接触本身也可能存在破坏刀具的风险。
这意味着加工只能在低速下完成，从而减慢了加工过程并大大延长循环时间。
系统通常必须安装在工作区内，占用了宝贵的空间，并导致可能的碰撞危险，更不用说由于容易堵塞而造成的低可靠性。
这就是要采用Renishaw系统取代这些装置的原因。
用光束检查
激光技术的改进推动了非接触检测系统的开发，这种系统能够安全测量比以往更小的小刀具。
一束激光光束在发射器和接收器（安装在机床工作台或其对面一侧）之间移动，这样光束就穿过工作区。
当刀具穿过光束时，接收器检测到的光通量减少，于是产生一个触发脉冲。
如果检测的光通量没有减少，系统就发出刀具破损信号。
全球大多数发动机制造商在发动机中使用回位弹簧关闭（排气和进气）阀门，操作后这些弹簧将阀门拉回原位。
Ducati是个例外，该公司的非传统Desmodromic 系统具有很多优点。
通过解决弹簧惯性的问题并减少30％的操作磨损，Desmodromic分配装置使得发动机在高速下可靠性更强。
理论上发动机可以很容易超过20000 RPM。
Desmodromic采用机械系统关闭阀门，这一概念源于美国，但由于成本过高而被放弃。
但是，博洛尼亚的著名制造商有另外的想法，1972年在双缸发动机中结合了Desmodromic分配装置，几十年来一直采用这一成功做法。
阀门是采用特殊的凸轮而不是简单的弹簧关闭，从各个方面建立了阀门和其位置之间的精确联系，Desmodromic这一术语来自希腊语"desmòs"，意思是“联系”。
(end) 文章内容仅供参考 () ()(2008-11-23)。