李林峻 程 勇

(①河南工程学院工程训练中心，河南 郑州 451191;②洛阳理工学院机械工程学院，河南 洛阳 471023)

铣削状态监测是高档数控机床实现智能加工的关键，而且刀具的磨损、破损以及零件的表面质量主要通过刀尖的切削力和振动进行监测。现阶段，在线铣削过程监测主要通过在生产环境中采用鲁棒、高效的传感技术来实现。

目前，已有研究文献对机械加工过程监测中的传感技术进行了全面的综述[1]。由于切屑去除和冷却液的存在，在靠近刀具的地方使用传感器是不切实际的，只能寄希望于在固定的机床主体上安装传感器。不少研究人员提出将应变计[2]、挠曲传感器[3]或力传感器[4]集成到主轴结构上，但是上述传感器的成本均较高，在一定程度上阻碍了大范围的普及应用。韩凤华等人[5]利用最常用的加速度计，通过采集定速下的加速度信号，并在时频域分析2个参数指标来实现刀具磨损状态在线监测。该方法对振动信号变化较为敏感，虽然成本降低很多但由于仅使用一个加速度计导致测量精度不高，且一旦传感器发生故障则系统完全失效，鲁棒性较差。近期，Koike等人[6]提出了一种基于CNC进给和主轴驱动命令的无传感器监测技术，在检测工具断裂方面获得了较好的准确度。然而，将摩擦、伺服动力学和刚体运动的影响与铣削过程(通常将频率限制在200 Hz以下)分开是十分困难的，导致无传感监测技术在鲁棒性和识别速度方面存在一定的缺陷[7]。……