程 灿， 李建勇,2， 徐文胜， 聂 蒙,2

(1. 北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京 100044； 2. 载运工具先进制造与测控技术教育部重点实验室，北京 100044)

刀具在加工工件的过程中，自身不断磨损，其磨损状态对加工工件的质量、加工过程的效率和成本有显著的影响。工业生产统计表明，刀具失效是造成机床故障的重要原因[1-2]，Kurada等认为由刀具失效引起的数控机床的停机时间约占其总停机时间的20%。加工过程的中断，可能造成工件报废，甚至整个生产系统的瘫痪，影响生产效率。工业生产之外，在一些特殊的场合，刀具磨损状态的监测尤为重要，例如：叶轮是叶轮机械中的核心部件，需要在高温高压的工作环境下承受较大的工作载荷[3]，其加工质量要求较高，而铣刀的磨损状态影响叶轮的加工质量，因此需要对加工过程中铣刀的磨损状态进行监测；利用砂轮或者砂带进行钢轨打磨时，如果磨具失效，钢轨加工质量不符合验收标准，则需要更换钢轨，耗费大量人力物力，成本高昂，同时可能会影响铁路运输的正常运行，造成严重后果。总之，刀具磨损状态的实时监测是保证工件加工质量、提高良品率，增强加工系统的可靠性，提升生产效率的关键技术之一。

刀具磨损状态监测方法主要分为两种：直接监测方法和间接监测方法。刀具磨损状态识别是指利用间接监测方法时，将传感器信号输入数学模型，得到刀具磨损状态的过程。目前，刀具磨损状态识别……