基于切削功率木工刀具磨損在線監測的研究現狀

董偉航， 胡 勇， 田廣軍， 郭曉磊*

(1.南京林業大學材料科學與工程學院，江蘇 南京 210037；2.博深普銳高(上海)工具有限公司，上海 201316)

木工刀具在切削過程中受加工參數、機床性能等因素影響有不同程度的刀具磨損[1-2]，致使木質產品邊部表面撕裂、挖切等，影響木質產品表面粗糙度和整體美觀性[3-4]。及時對磨損的刀具進行更換，可以提高產品質量，降低產品殘次率與生產成本。相關研究數據表明，采用準確可靠的刀具磨損狀態監測技術可提高數控機床使用率50%，生產成本降低近30%[5]，刀具磨損在線監測對木質產品智能制造具有重大意義。

目前，刀具磨損監測方法大致分為直接監測法和間接監測法兩類[6-7]。直接監測法通過測量刀具的后刀面磨損量來判斷刀具磨損狀態，具有表現磨損直觀、精度高的優點。雖然直接監測法監測精度高，但冷卻液、燈光和切屑會影響測量結果，不利于實際生產應用。間接監測法是通過分析切削過程中產生的信號與刀具磨損的關聯來識別刀具磨損狀態，間接監測法監測精確度不如直接監測法高，對信號需要進行分析與特征提取，但可以在切削過程中對刀具進行實時監測，適合于實際生產應用。

使用間接監測法監測刀具磨損時，由于刀具磨損直接影響切削力變化，因此一般根據切削力來對刀具磨損進行判斷，但對切削力進行監測時發現測力儀較為昂貴且傳感器安裝受工件體積與裝夾方式的影響，不便于大規模使用。……