圖1 切削力圖

圖2所示為根據切削力的變化判別刀具磨損和破損的系統原理圖。

圖2 用切削力檢測刀具狀態框圖

當刀具在切削過程中磨損時，切削力會隨著增大，如果刀具崩刃或斷裂，切削力會劇減。在系統中，由于工件加工余量的不均勻等因素也會引起切削力的變化，為了避免誤判，取切削分力的比值和比值的變化率作為判別的特征量，即在線測量三個切削分力FX、FY和FZ 的相應電信號，經放大后輸入除法器，得到分力比FX/FZ和FY/FZ，再輸入微分器得到d（FX/FY）/dt和d（FY/FZ）/dt。將這些數據再輸入相應的比較器中，與設定值進行比較。這個設定值是經過一系列試驗后得出的，說明刀具尚能正常工作或已磨損或破損的閾值。當各參量超過設定值時，比較器輸出高電平信號，這些信號輸入由邏輯電路構成的判別器中，判別器根據輸入電平值的高低可得出是否磨損或破損的結論。測力傳感器（例如應變片）安放在刀桿上測量效果最好，但由于刀具經常需要更換，結構上難以實現。因此，將測力傳感器安放在主軸前端軸承外圈上，一方面不受換刀的影響；另一方面此處離刀具切削工件處較近，這對直接監測切削力的變化比較敏感，測量過程是連續的。這種檢測方法實時性較好，具有一定的抗干擾能力，但需要通過實驗確定刀具磨損及破損的閾值。標牌制作