Products&Technology产品与技术65www.cmtba.org.cn2023年第3期·WMEM加工中心刀具破损监测的一种实现方法北京工研精机股份有限公司肖博刘贺强戴玉红吴同宣于光旭【摘要】针对具体的刀具，在正常加工工况下充分采集主轴电机的负载值并进行预设，形成针对所有刀具的主轴电机负载表，即数据表，进而可得极限负载值。在实际加工过程中，用读取的实际负载值和极限负载值进行比较，判断刀具是否破损。一、问题的提出刀具的破损主要表现为：刀具的磨损、崩刃和折断。加工中，如果刀具出现破损，则会对加工效率和加工质量造成一定程度的影响。比如，工件的加工精度降低、表面粗糙度增大、切削温度升高、切削振动、切削负载增大、无吃刀等。针对这种情况，希望能及时的进行监测，以便于操作者可以及时地采取相应的措施。有统计表明，机床停机时间的20%是由刀具的破损引起的[1]。研究表明，准确可靠的在线监测系统可增加切削速度10%~50%，总的加工成本可以节省10%~40%[2]。这往往需要增加相关传感器，数据的分析处理设备，并且涉及到安装和维护，这意味着增加成本和调试难度。本文提出了一种基于主轴电机负载的刀具破损监测方法。该方法充分挖掘应用数控系统中的特征数据，无需额外增加硬件设备，具备较高精度，可以满足通常的使用需求。文章以FANUC0i-MF数控系统为例进行介绍。针对具体的刀具，在正常加工工况下充分采集主轴电机的负载值，并将采集到的数据写到指定的地址中，形成针对所有刀具的主轴电机负载表，简称为数据表。通过数据表进而可得极限负载值，包括上极限负载值和下极限负载值。在实际加工过程中，读取的主轴电机实际负载值，并和上、下极限负载值进行比较，进而判断刀具是否破损。刀具破损和主轴电机负载的关系简化为[3]：（1）刀具磨损或崩刃后，电流的最大值增大，负载会明显增大。（2）刀具折断常常有完全折断和部分折断两种：①完全折断：电流和空运行一样，电流很小，负载很小；②部分折断：接触工件前，和空运行一样，负载很小；接触工件后，和崩刃相似，负载明显增大。该方案的技术路线如图1所示。图1技术路线二、负载预设的实现当加工内容、刀具的规格与型号、加工的工艺参数（比如主轴转速、进给速度、吃刀量…）等确定之后，便Products&Technology产品与技术66www.cmtba.org.cnWMEM·2023年第3期可以进行负载的预设。为了方便描述，本文以1号刀具为例进行说明。选择预设模式。在切削加工条件下，当主轴转速到达以后，每隔一秒进行...
