常用的刀具磨損檢測方法比較

1、常用的刀具磨損檢測方法比較常用的刀具磨損檢測方法比較檢測方法檢測方法傳感器傳感器工作原理工作原理適用范圍和特點適用范圍和特點光學(xué)光學(xué)圖像圖像光纖、光學(xué)傳感器光纖、光學(xué)傳感器攝像機(jī)攝像機(jī)用磨損面反射的光線或用磨損面反射的光線或攝像機(jī)攝像攝像機(jī)攝像各種加工；成本高各種加工；成本高接觸接觸測頭測頭磁間隙傳感器磁間隙傳感器檢測切削刃位置檢測切削刃位置用于車、鉆、銑；受溫用于車、鉆、銑；受溫度和切削影響度和切削影響直接法放射性放射性技術(shù)技術(shù)放射性

2、元素放射性元素刀具里注入同位素，測刀具里注入同位素，測切削里的放射性切削里的放射性各種切削加工；對身體各種切削加工；對身體有危害有危害切削溫切削溫度熱電偶熱電偶測工件刀具間的切削溫測工件刀具間的切削溫度突發(fā)增量度突發(fā)增量用于切削；靈敏度低、用于切削；靈敏度低、不能用于有冷卻液的情不能用于有冷卻液的情況表面粗表面粗糙度糙度激光傳感器激光傳感器紅外傳感器紅外傳感器測表面粗糙度的變化量測表面粗糙度的變化量用于車、銑；非實時監(jiān)用于車、銑；非實時

3、監(jiān)測，應(yīng)用范圍小測，應(yīng)用范圍小超聲波超聲波超聲波熱能器與接收超聲波熱能器與接收器接受主動發(fā)射超聲波的接受主動發(fā)射超聲波的反射器反射器用于車、銑；受切削振用于車、銑；受切削振動影響，處于研究階段動影響，處于研究階段振動振動加速度器、振動傳感加速度器、振動傳感器檢測振動信號檢測振動信號用于車、銑、鉆；單獨(dú)用于車、銑、鉆；單獨(dú)使用效果差，易受環(huán)境使用效果差，易受環(huán)境影響影響切削力切削力應(yīng)變力傳感器應(yīng)變力傳感器壓電力傳感器壓電力傳感器檢測切削力

4、檢測切削力用于車、銑、鉆；靈敏用于車、銑、鉆；靈敏度高，工作穩(wěn)定，價格度高，工作穩(wěn)定，價格高功率功率功率傳感器功率傳感器主電機(jī)或進(jìn)給電機(jī)功率主電機(jī)或進(jìn)給電機(jī)功率用于車、銑、鉆；靈敏用于車、銑、鉆；靈敏度低，響應(yīng)慢，成本低度低，響應(yīng)慢，成本低間接法聲發(fā)射聲發(fā)射聲發(fā)射傳感器聲發(fā)射傳感器檢測聲發(fā)射信號檢測聲發(fā)射信號用于車、銑、鉆攻絲等，用于車、銑、鉆攻絲等，靈敏度高，實時監(jiān)測靈敏度高，實時監(jiān)測國內(nèi)外學(xué)者對刀具磨損的研究采用傳感器主要是振動傳感

5、器，聲發(fā)射傳感器，力傳感器以及功率傳感器，而國內(nèi)外學(xué)者對刀具磨損的研究采用傳感器主要是振動傳感器，聲發(fā)射傳感器，力傳感器以及功率傳感器，而對刀具監(jiān)測信號的處理可以應(yīng)用時域分析，頻域分析或者小波分析理論，而對刀具進(jìn)行磨損分類時應(yīng)用較多的是對刀具監(jiān)測信號的處理可以應(yīng)用時域分析，頻域分析或者小波分析理論，而對刀具進(jìn)行磨損分類時應(yīng)用較多的是人工智能技術(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊診斷等等。人工智能技術(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊診斷等等?；?/p>

6、于小波分析和集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的刀具磨損監(jiān)測技術(shù)研基于小波分析和集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的刀具磨損監(jiān)測技術(shù)研一、究本文以測力儀，寬帶聲發(fā)生傳感器及振動傳感器為信號檢測元件，利用多傳感器融合技術(shù)對銑削加工過程中刀具磨損監(jiān)測的一系列相關(guān)問題進(jìn)行詳細(xì)的分析。文中對切削力及振動信號的處理主要采用小波分析。小波分析是處理非平穩(wěn)信號非常有效的方法，而其中的小波包變換不僅分析低頻信號，而且也對高頻信號也進(jìn)行了細(xì)分分析?？梢灾v包括正弦信號在內(nèi)的任意信號無冗余，無疏漏，正

7、交的分解到獨(dú)立的，任意精細(xì)的頻帶上。正因為如此，采用小波包分解頻帶能量檢測法對切削力和振動信號驚喜頻帶二、基于小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多傳感器融合技術(shù)在機(jī)床、基于小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多傳感器融合技術(shù)在機(jī)床刀具磨損監(jiān)測中的應(yīng)用刀具磨損監(jiān)測中的應(yīng)用本文是將一種具有小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多傳感器融合技術(shù)應(yīng)用于刀具磨損監(jiān)測系統(tǒng)。介紹了小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)；給出了刀具磨損在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成和基于小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多傳感器融合技術(shù)在刀具磨損在線

8、監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用過程。多種傳感器采集的信號通過小波分析提取其特征值，將特征值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，對比識別刀具磨損狀態(tài)。本文的優(yōu)點：1.小波分析可以有效地提取信號特征，對刀具磨損狀態(tài)的識別效率高，取得了很好的效果；2.通過合理選擇傳感器類型和應(yīng)用多傳感器融合技術(shù)，可以很好的描述刀具磨損狀態(tài)，增加信息覆蓋面，提高系統(tǒng)的監(jiān)測性能和抗干擾能力。3.針對刀具磨損監(jiān)測的特征，采用基于小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多傳感器融合技術(shù)可以有效的監(jiān)測加工過程。三、基于小

9、波分析的切削力信號奇異性檢測基于小波分析的切削力信號奇異性檢測本文利用小波變換模的極大值和信號奇異點的關(guān)系，分析了用Lip指數(shù)來描述的切削力信號局部奇異性。通過觀察奇異點的位置等信息得到切削刀具的磨損情況。原理：在切削過程中，隨著刀具磨損量的增加，切削力的增大，引起切削力信號的變化。而切削力信號的變化將有效的判別刀具磨損所處的不同階段。一旦切削力信號突然發(fā)生急劇變化，刀具有可能發(fā)生崩刃或折斷等后果。刀具磨損時切削力信號存在奇異性。正常的

10、機(jī)械信號一般為低頻，突變信號有很寬的頻率信號，尤其在高頻段頻率豐富。利用小波分析濾除低頻信息，突出故障信息達(dá)到檢測故障的目的。采用小波變換的方法對信號進(jìn)行奇異性檢測的算法大致分為幾個步驟：小波基的選取然后對信號進(jìn)行多尺度分析得到小波變換后的系數(shù)矩陣wf（s，x）；在不同尺度上找到信號突變點相應(yīng)的小波變換系數(shù)模極大值，從而得到模極大值線；求出奇異點的Lip指數(shù)。注意：小波基的選擇：在小波分析中，選擇合適的小波基是非常重要的。采用不同的小波

11、基函數(shù)對信號進(jìn)行分析，會得到不同效果。如何選擇小波基函數(shù)，才能更好地刻畫信號的特征，目前還沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。實際運(yùn)用中，采用定性分析與實驗比較的相結(jié)合的方法，采用多種小波進(jìn)行多次模仿實驗進(jìn)行比較。dbN小波系是工程上應(yīng)用較多的小波函數(shù)，這一小波系的特點是隨著序號N的增加，時域支撐長度變長，時間局域性變差，濾波器長度變長，消失矩系數(shù)增加，正則性增加，頻域局部性變好。因此，在選擇小波函數(shù)時需要綜合以上各種因素，并通過采用多種小波進(jìn)行多次仿

12、真實驗進(jìn)行比較。優(yōu)點：本文對切削力信號奇異性檢測的思路方法可以進(jìn)一步完善開發(fā)出切削刀具狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)，在實際加工中掌握更多的刀具磨損信息，更好地保證加工質(zhì)量。由于小波的不同尺度具有不同的時間和頻率分辨率，能有效的將信號中不同頻率成分分開并能夠?qū)Ψ纸夂笮盘柕奶卣鬟M(jìn)行準(zhǔn)確的定位。相關(guān)文獻(xiàn)有：洪偉，李言，鄭建明。鉆削過程刀具磨損的小波診斷方法。西安理工大學(xué)洪偉，李言，鄭建明。鉆削過程刀具磨損的小波診斷方法。西安理工大學(xué)2003.2003.趙