谢德浩 全燕鸣 党希超

（华南理工大学机械与汽车工程学院）

1 引言

在机械零件切削加工过程中，刀具难免磨损。刀具状态是关系制造成本和工件质量的重要因素，刀具磨损直接影响零件的加工精度，所以刀具磨损检测尤其在位检测非常重要。

刀具磨损检测有直接检测法和间接检测法。直接检测法是直接测量刀具磨损面积大小或磨损带宽度，目前只能离线在测量室借助显微镜人工观察测量，其测量结果真实、精确；间接法是通过监测加工过程中与刀具磨损状态相关的物理信号来估计刀具磨损状态，其中最为常见的方法有切削力监测、声发射监测和电机电流/功率监测。例如，陈晓智、蒙斌等研究了用声发射法在线监测数控切削加工过程中的刀具状态，提出一种基于小波分析的刀具磨损判析方法[1,2]；高宏力等通过切削力监测，研究利用神经网络建立不同刀具磨损状态下，加工参数与切削力之间的映射关系来实现在线监测铣刀磨损量的方法[3]。间接法具有在线监测的优点，其主要问题是由于影响监测结果的因素很多，监测结果难以准确反映刀具磨损的真实状态。

利用图像传感和计算机图像分析的检测方法具有直接可视且非接触的优点，近年来已广泛用于直接测量刀具状况，如市场上多种品牌的二维视像工具显微镜和放大仪，也有价格高昂的多维调刀仪。这方面的研究一直持续不断，如M.Sortino、迟辉、张悦[4～6]等人将刀具装在旋转实验台上，用静置相机拍摄旋转刀具多幅圆周磨损区域图像，由计算机对图像进行滤波、二值化等处理，提取磨损区域轮廓，计算磨损值。……