上海自主研发刀具状态监测技术

刀具状态监测系统的应用范围非常***，主要涵盖了多个工业生产领域。以下是其应用范围的详细归纳：一、金属加工行业在金属零件的加工过程中，刀具长时间运作容易出现磨损、裂纹等问题。刀具状态监测系统可以实时监测刀具的状态和性能，并发出警报，帮助修理工及时发现和处理问题。这不仅提高了生产效率，还保证了加工质量，降低了停机时间和维修成本。二、机床制造行业机床制造过程中，刀具的质量和性能直接影响到产品质量和生产效率。刀具状态监测系统可以对机床上所有刀具进行集中监控，提高生产效率，降低机床生产成本。通过对刀具状态的实时监控，系统能够提前预警刀具磨损或故障，避免生产中断，确保机床的稳定运行。刀具状态监测对采集的数据进行特征提取和降维处理，然后选择了一个经过剪枝的浅层神经网络模型。上海自主研发刀具状态监测技术

刀具监测管理系统是我们基于精密加工行业特征，结合加工中心、车床等机械加工过程，打造的一款刀具状态监测和寿命预测分析系统，通过采集主轴电流（负载）信号、位置信号、速度信号等30维度+数据信号，结合大数据流式处理、自然语言处理等自学习处理算法和行业多年经验数据沉淀，构建一套完整的刀具寿命预测和状态监控管理系统，能够实现100%断刀和崩刃监控，磨损监控识别率达到99%以上，提供基于刀具状态监测和寿命预测的异常停机控制模块，避免因刀具异常导致的产品质量损失和异常撞机事故，帮助用户节约刀具成本30%以上，100%避免刀具异常带来的产品质量损失，为用户提供无忧机加工过程管理。盈蓓德科技-刀具状态监测系统。嘉兴新型刀具状态监测系统供应商刀具状态监测需要采用更高效的训练算法和优化算法，如随机梯度下降的变体、自适应优化算法等。

三、监测方法1. 直接法直接法是测量与刀具材料损失直接相关的变量，如刀具径向尺寸变动量、工件尺寸变化、后刀面磨损带宽度等。直接法主要有光学图像法、射线法、电阻法、接触法等。其中，光学法直观性强且精度高，但比较大的不足是不能实现在线实时检测，加工过程中的刀具状态变化不能及时被反映出来，具有一定局限性。2. 间接法间接法是测量切削加工过程中产生的与刀具状态相关的信号，如力、声发射、温度、声音、功率、振动等，从而间接分析得出刀具状态。间接法的关键在于找到合适的方法有效地从采集到的信号中提取出信号特征并加以分析以反映刀具状态。目前，研究较多的主要有切削力法、功率法、振动法和声发射法。

与制造系统的集成将刀具状态监测系统与制造执行系统（MES）、计算机辅助制造（CAM）系统等进行集成，实现制造过程中刀具管理的信息化和智能化，提高整个制造系统的效率和竞争力。七、结论刀具状态监测是现代制造领域中保障加工质量、提高生产效率、降低生产成本的重要手段。通过直接测量法、间接测量法以及基于人工智能的监测方法，可以有效地获取刀具的状态信息。随着多传感器融合、在线实时监测、智能化监测以及与制造系统集成等技术的不断发展，刀具状态监测将在制造业中发挥更加重要的作用，推动制造业向高质量、高效率、智能化的方向发展。刀具状态监测利用振动传感器获取刀具切削时产生的振动信号。刀具的异常状态往往会引起振动特征的改变。

刀具状态直接测量监测方案。一、监测目标实时、准确地获取刀具的几何参数变化，及时发现刀具的磨损、破损等状态，以保证加工质量和生产效率。二、监测对象本次监测针对[具体机床型号]机床上使用的[具体刀具类型]刀具。三、直接测量方法选择采用光学测量法结合图像测量法。四、测量设备及传感器选用高精度的激光位移传感器，用于测量刀具的轮廓和尺寸。配备高分辨率工业相机，用于拍摄刀具的图像。五、测量流程安装传感器将激光位移传感器安装在机床的固定位置，确保能够稳定地测量刀具的关键部位。调整工业相机的位置和角度，使其能够清晰拍摄刀具的全貌。测量前准备对传感器进行校准，确保测量精度。清洁刀具表面，避免杂质影响测量结果。测量操作在机床加工过程的间歇，启动激光位移传感器，对刀具的轮廓进行扫描测量。同时，工业相机拍摄刀具的图像。数据采集与传输传感器和相机采集到的数据通过数据线传输到数据处理单元。数据分析利用专门的图像处理软件对刀具图像进行分析，提取刀具的几何特征。对激光位移传感器测量的数据进行处理，计算刀具的磨损量、尺寸变化等参数。在汽车零部件的生产过程中，使用基于人工智能的刀具状态监测系统可以实时监测刀具的磨损情况。嘉兴新型刀具状态监测系统供应商

基于人工智能的监测系统可以通过对刀具振动、声音、温度等多源数据分析，实现对刀具状态的准确评估和预测。上海自主研发刀具状态监测技术

针对刀具磨损状态在实际生产加工过程中难以在线监测这一问题，提出一种通过通信技术获取机床内部数据，对当前的刀具磨损状态进行识别的方法。通过采集机床内部实时数据并将其与实际加工情景紧密结合，能直接反映当前的加工状态。将卷积神经网络用于构建刀具磨损状态识别模型，直接将采集到数据作为输入，得到了和传统方法精度近似的预测模型，模型在训练集和在线验证试验中的表现都符合预期。刀具磨损状态识别的方法在投入使用时还有一些问题有待解决：①现有数据是在相同的加工条件下测得的，而实际加工过程中，加工参数以及加工情景是不断变化的，因此需要在下一步的研究中，进行变参数试验，考虑加工参数对于刀具磨损的影响，并针对常用的一些加工场景，建立不同的模型库。变换加工场景时，通过获取当前场景，及时匹配相应的预测模型即可。②本研究中的模型是一个固定的模型。今后需要根据实时的信号以及已知的磨损状态，对模型进行实时更新，从而在实时监测过程中实现自学习，不断提升模型的精度和预测效果。盈蓓德科技-刀具状态监测系统。上海自主研发刀具状态监测技术