陈灿 王晶 牟恩旭

摘 要：准确预测刀具寿命能够提高企业收益，但是传统的刀具监测方案一般不准确或者成本高。本文创新性地研究了基于i5OS平台电源采集模块的刀具监测方案，详细说明了该技术方案的硬件组成、软件工作流程以及重要监测参数的计算方法。通过实验证明，刀具监控工具能够通过采集主轴电流负载数据，实时监控刀具磨损状况，并及时发现加工过程中的刀具突然折断问题。

关键词：刀具监测;i5OS;电源采集模块;刀具寿命

中图分类号：TU196.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）16-0008-04

Abstract： Accurate prediction of tool life can improve the profits of enterprises， but traditional tool monitoring  schemes are generally inaccurate or costly. This paper innovatively studied the tool monitoring scheme of power acquisition module based on i5OS platform， and described in detail the hardware composition， software workflow and calculation method of important monitoring parameters of the technical scheme. The experiment proves that the tool monitoring tool can monitor the tool wear condition in real time by collecting the current load data of the spindle， and can find the tool breaking problem in the process of machining in time.

Keywords： tool monitoring;i5OS;power acquisition module;tool life

1 研究背景

刀具作为机床加工的重要耗材之一，占加工成本比例较高。刀具磨损后如果仍用于加工，会导致加工产品不合格，影响产品质量。机床加工企业往往根据经验，按照“加工件数”“加工时长”作为换刀的依据，但这种方式可能造成刀具提前报废。因此，准确预测刀具寿命可以提高企业的生产合格率，降低生产成本，从而增加收益[1]。

加强刀具磨损监测对准确预测刀具寿命具有重要意义，因此，很多科研机构和企业都对其进行了相关研究。机床在加工过程中，随着刀具磨损加剧，切削负载会逐步上升，可通过采集、分析和判断切削负载来监控刀具磨损情况。传统刀具信息采集方法如图1所示，包括传感器模块、信号分析仪与工控单元。但这种信号采集方法存在多种缺陷，比如，传感器模块、信号分析仪、工控单元等设备成本高，导致整套采集方案成本很高，阻碍……