數控切削中刀具在線監控系統的研究與應用

谷春春

摘要：本文提出了一種數控加工過程中刀具在線監控系統，并詳細介紹了用主軸電機電流作為刀具在線監控系統信號源的原理及優勢。該系統的應用可使數控加工中機床故障停機時間減少，工藝穩定性、機床利用率、刀具壽命和生產管理追溯性等性能均有質的提升。

關鍵詞：刀具在線監控;數控加工;刀具壽命管理;主軸電流

0 ?引言

在切削過程中，刀具的磨損以及由于加工因素異常帶來的刀具破損等情況不可避免，因此需要通過系統設置刀具檢測功能來及時更換刀具，避免刀具意外受損，延長刀具壽命周期，降低生產成本。開發具備上述功能的刀具在線監控系統，實時對零件的切削狀態進行動態跟蹤，基于大量可追溯的加工過程記錄對刀具磨損程度及刀具壽命進行監控和不斷優化，定時、定量更換刀具，以期實現刀具管理的使用成本最小化。

1 ?刀具在線監控系統的原理

刀具監控是指在產品切削加工過程中，通過檢測各類傳感器信號變化，將刀具的加工參數，連同加工材料的類型和主軸轉速一起輸入到神經網絡控制器中。由神經網絡控制器計算負載，將得出的負載數據輸至檢測器，最后將輸入信號同檢測器輸出的結果進行比較，若該負載大于刀具疲勞條件下的裂紋擴展負載，則意味著刀具磨損到一定程度，或發生崩刃、破損、卷刃等工況，喪失其切削能力或無法保障加工質量的情形，此時監控系統會控制CNC報警停機，達到保證加工安全的目的。……