刀具磨損檢測裝置

A. 有數控車床上鑽頭使用後磨損或斷裂的報警系統嗎

要配備刀具破損檢測，也就是刀具長度檢測。每一把新的刀具上來都要去對刀儀上檢測一下刀長。也用來檢測絲錐等。

B. 刀具磨損的檢測與監控方法

刀具狀態檢測方法可分為直接測量法和間接測量法。

1.直接測量法
直接測量法能夠識別刀刃外觀、表面質量或幾何形狀的變化，一般只能在不切削時進行，它有兩個明顯的缺點：一是要求停機檢測；二是不能檢測出加工過程中出現的刀具突然破損。國內外採用的刀具磨損量的直接測量法有：電阻測量法、刀具工件間距測量法、光學測量法、放電電流測量法、射線測量法、微結構鍍層法及計算機圖像處理法。
（1）電阻測量法
該方法利用待測切削刃與感測器接觸產生的電信號脈沖，來測量待測刀具的實際磨損狀態。該方法的優點在於感測器價格低廉，缺點是感測器的選材必須十分注意，既要有良好的可切削性，又要對刀具壽命無明顯的影響，而且工作不太可靠，因為切屑和刀具上的積屑可能引起感測器接觸部分短路，從而影響精度。
（2）刀具工件間距測量法
切削過程中隨著刀具的磨損，刀具與工件間的距離減小，此距離可用電子千分尺、超聲波測量儀、氣動測量儀、電感位移感測器等進行測量。但是這種方法的靈敏度易受工件表面溫度、表面品質、冷卻液及工件尺寸等因素的影響，使其應用收到一定限制。
（3）光學測量法
光學測量法的原理是磨損區比未磨損區有更強的光反射能力，刀具磨損越大，刀刃反光面積就越大，感測器檢測的光通量就越大。由於熱應力引起的變形及切削力引起的刀具位移都影響檢測結果，所以該方法所測得的結果並非真實的磨損量，而是包含了上述因素在內的一個相對值，此法在刀具直徑較大時效果較好。
（4）放電電流測量法
將切削力刀具與感測器之間加上高壓電，在測量迴路中流過的（弧光放電）電流大小就取決於刀刃的幾何形狀（即刀尖到放電電極間的距離）。該方法的優點是可以進行在線檢測，檢測崩齒、斷刀等刀具幾何尺寸的變化，但不能精確地測量刀刃的幾何尺寸。
（5）射線測量法
將有放射性的物質摻入刀具材料內，當刀具磨損時，放射性的物質微粒就會隨切屑一起通過一個預先設計好的射線測量器。射線測量器中所測得的量是同刀具磨損密切相關的，射線劑量的大小就反映了刀具磨損量的大小。該法的最大弱點是放射性物質對環境的污染大，對人體健康非常不利。此外，盡管此法可以測量刀具的磨損量，並不能准確地測定刀具切削刃的狀態。因此，該法僅適用於某些特殊場合，不宜廣泛採用。
（6）微結構鍍層法
將微結構導電鍍層同刀具的耐磨保護層結合在一起。微結構導電鍍層的電阻隨著刀具磨損狀態的變化而變化，磨損量越大，電阻就越小。當刀具出現崩齒、折斷及過度磨損現象時，電阻趨於零。該方法的優點是檢測電路簡單，檢測精度高，可以實現在線檢測。缺點是對微結構導電鍍層的要求很高：要具有良好的耐磨性、耐高溫性和抗沖擊性能。
（7）計算機圖像處理法
計算機圖像處理法是一種快捷、無接觸、無磨損的檢測方法，它可以精確地檢測每個刀刃上不同形式的磨損狀態。這種檢測系統通常由CCD攝像機、光源和計算機構成。但由於光學設備對環境的要求很高，而實際生產中刀具的工作環境非常惡劣（如冷卻介質、切屑等），故該方法目前僅適用於實驗室自動檢測。

2.間接測量法
間接測量法利用刀具磨損或將要破損時的狀態對不同的工作參數的影響效果，測量反映刀具磨損、破損的各種影響程度的參量，能在刀具切削時進行檢測，不影響切削加工過程，其不足之處在於檢測到的各種過程信號中含有大量的干擾因素。盡管如此，隨著信號分析處理技術、模式識別技術的發展，這一方法己成為一種主流方法，並取得了很好的效果。國內外採用的刀具磨損的間接測量法有：切削力測量法、機械功率測量法、聲發射、熱電壓測量法、振動信號及多信息融合檢測。
（1）聲發射信號測量法
聲發射技術用於監測刀具的磨、破損是近年來聲發射在無損檢測領域方面新開辟的一個應用領域。其原理是當固體材料在發生變形、斷裂和相變時會引起應變能的迅速釋放，聲發射就是隨之產生的彈性應力波。當刀具破損時可檢測到幅值較高的AE信號。聲發射刀具監控技術被公認是一種最具潛力的新型監控技術，進入80年代以來，國內外致力於開發和應用該技術，已獲得較大成果。早在1977年Iwatak和Moriwaki提出了用聲發射技術對刀具磨損進行在線檢測。在此基礎上，Moriwaki提出了聲發射刀具破損檢測方法。Kannatey-Asibu和Dornfeld從理論上研究了聲發射信號的頻譜特徵，並結合模式識別方法實現了對刀具破損的在線監測。我國聲發射監測技術研究盡管起步較晚，但發展迅速。黃惟公採用包絡分析法求取刀具磨損中聲發射信號的包絡線，用時序模型的參數作為特徵值，通過神經網路對刀具磨損方程進行辨識，實驗證明效果良好；李曉利對鏜削過程中的典型AE信號進行FFT分析，通過在頻域里AE信號幅值的變化反映刀具磨損狀態；袁哲俊對切削過程中的聲發射信號進行小波包分解，獲取信號各頻段的能量分布，以此作為信號特徵，並建立基於模糊推理的快速神經網路模型識別刀具磨損狀態。由日本Murakami Giken公司研製的chip-55A型刀具破損監控儀採用聲發射監控技術，實施對加工過程中刀具狀態的監控，該產品與其公司生產的數控銑床配套使用，效果良好。
（2）切削力信號測量法
切削力變化是切削過程中與刀具磨、破損狀態最為密切相關的一種物理現象。採用切削力作為檢測信號，具有拾取容易，反應迅速、靈敏等優點，是在線方法中研究較多、很有希望突破的一種方法，所以是加工中心和FMS中測量刀具破損的常用方法。
基於切削力的監測方法，採用的監測數據主要有切削分力，切削分力比，動態切削力的頻譜和相關函數等。當刀具破損時，切削力變化敏感。當刀具破損較小時，刀具切削刃不鋒利，使切削力增強:當產生崩刃或斷刀時，切削深度減少或沒有，使切削力劇減。在監測切削力時，在X,Y,Z三個方向上同時對Fx,Fy,Fz三個分力進行測量，依靠裝在每個電機上的伺服放大器測量出進給電機和主軸電機的電流變化，並把電流變化傳給力閥，在顯示器上讀出被測量的力，從而判斷刀具是否破損。1977年，日本東京電機大學的村幸辰從理論和實驗兩方面深入研究了不同加工條件和刀具磨損狀態下各切削力的變化規律，發現在一定條件下切削分力比是一個能靈敏反映刀具磨損變化的特徵量，據此他提出了切削力比監測法；1984年，Lan和Dornfeld的研究表明，切向力和進給力對刀具破損具有較高的敏感性；Shiraishi等通過對加工過程的測量、檢測和控制技術的對比研究指出刀具失效的力監測法是最有潛力的方法，有著廣闊的工業應用前景，扭矩監測和切削力法一樣具有相同的研究價值；成剛虎採用了頻段均方值法通過切削力監測刀具的磨損狀態；萬軍利用切削力模型和最小二乘法實現模型自動跟蹤加工過程特性變化，從而獲取刀具磨損量。在切削力監控技術方面具有代表性的成果是瑞典Sandvik Coromant公司推出的TM-BU-1001型刀具監控儀，該系統採用的力感測器可安裝於主軸軸承、進給絲杠，可設置三個門限，一旦超限自動報警。
（3）功率測量法
功率測量法也是工業生產中應用潛力很大的方法。該方法是通過測定主軸負荷功率或電流電壓相位差及電流波形變化等來確定切削過程中刀具是否破損。該方法具有信號檢測方便，可以避免切削環境中切屑、油、煙、振動等因素的干擾，易於安裝。潘建岳在對加工中心鑽削過程功率信號分析的基礎上，提出並採用功率數據的歸原處理方法，以此建立了鑽頭磨損在線監控系統；劉曉勝將回歸分析技術和模糊分類相結合，建立了鏜削切削參數與電流之間的數學模型，間接的反映刀具磨損量與鏜削切削參數的內在聯系，並利用功率信號識別刀具磨損量；郭興提出一種基於人工神經網路的銑刀破損功率監控方法，建立了一個銑刀破損功率監控系統，實驗表明該系統能夠靈敏的檢測出刀具破損並實施監控。袁哲俊系統的研究了切削過程中刀具異常對主電機功率影響的規律，提出了用主電機功率的瞬時值、導數值、靜態平均值和動態均方值等多個參數綜合監控鑽削過程刀具異常狀態；萬軍利用離散自回歸AR模型對功率信號進行處理，其模型參數通過適應演算法在每個信號采樣時刻進行遞歸修正，以適應切削狀況，同時為了區別刀具磨損和切削條件改變引起的功率信號變化，文章引入了歸一化偏差處理，當刀具切出工件時其歸一化偏差明顯比刀具磨損時歸一化偏差的變化要小，監控時設報警門限，當歸一化偏差超限時，即刻報警，具有良好的效果。成功應用電機功率監控技術具有代表性的廠家是美國Cincinnati milacron公司，該公司開發的刀具監控系統與本公司生產的馬刀系列立式加工中心配套使用。
（4）工件尺寸測量法
加工中刀尖磨損或破損必然會引起工件尺寸發生變化，通過測量工件己加工表面的尺寸變化量，可以間接判斷出刀具的磨損、破損情況。從測量方式看，有接觸工件測量的接觸式和測量刀具工件之間間隙的非接觸式兩類。測量工件尺寸方法的優點在於能直接定量給出刀具徑向磨損或破損值，並可與加工精度的在線、實時補償結合起來，保證加工質量，實現精加工中刀具磨損、破損監測的最終目標。其缺點在於，實時測量易受測試環境干擾，冷卻液、切屑等影響測量結果;加工中工件、刀具的熱膨脹和受力變形、主軸回轉精度、進給運動精度、振動等因素也會直接影響測量的精度。此外，在加工變截面工件時，要求感測器進行准確的跟蹤定位，由此也會帶來定位的誤差，並增加了實現的難度。
（5）切削溫度測量法
切削熱也是金屬切削過程中的一個重要物理現象，刀具的磨損和破損將導致切削溫度的驟增。測量切削溫度有三種方式:(l)刀具一工件組成的自然熱電偶，可以測出切削區的平均溫度，不同的刀具、工件材料需進行標定;(2)固定在刀體內某點，由兩種金屬絲組成的熱電偶，測出的是距離刀刃一定距離處某點的溫度，存在溫度變化時響應慢、事先准備費時的問題。(3)紅外攝像系統，可測出切削區溫度場分布，具有靈敏度高，響應時間短的特點，但儀器復雜、成本高，聚焦困難，難以測出切削覆蓋處的刀具溫度。
（6）刀具與工件接觸處電阻測量法
測量原理可分為兩種:一種是根據刀具磨損使刀具與工件接觸面積增大而引起接觸電阻減小的效應，這種方法受切削用量影響較大並有絕緣要求；二是在刀具後刀面上貼一層薄膜導體，它隨著刀具磨損而消耗，根據其電阻的變化可知刀具後刀面的磨損量。此方法精度高，但需每把刀具都粘貼薄膜電阻，且在高溫、高壓下薄膜電阻易脫落。該方法應用於實際工況，目前還不太現實。
（7）振動頻率測量法
刀具在切削過程中，工件與磨損的刀刃部側面摩擦，會產生不同頻率的振動。對這種振動的監測有兩種方法:一是把振幅分成高低兩部分，在切削過程中對此兩部分振幅進行對比;二是把振幅分成幾個獨立的幅帶，用微處理機對這些幅帶進行不斷地記錄及分析，即能監測出刀具後刀面的磨損程度。美國國家標准局自動化研究所在鑽削加工中利用振動信息方面取得了成功的經驗。研製成的系統是利用裝在工件上的加速度感測器對振動信息進行時效分析，識別鑽頭的磨損並判斷鑽頭的折斷。
（8）工件表面粗糙度測量法
隨著刀具磨損程度的增加或破損的發生，工件己加工表面的粗糙度將呈增大趨勢，據此可間接評價出刀具的磨損或破損狀況。測量工件表面粗糙度的方法也可分為兩類。一類是劃針式接觸測量，可直接得出表面粗糙度的評價參數R。此類方法僅適於靜態測量。目前，絕大多數此類方法僅適用於計量室或實驗室環境。另一類是非接觸式光學反射測量，得出的是工件表面粗糙度的相對值，自動監測中通常採用光纖感測器和激光測試系統兩種類型。此類方法測試效率高，可以不留痕跡地測量軟質材料的工件表面，但事先需採用樣品標定，受切削液、切屑、工件材質、振動等的影響較大。當前還達不到實際應用水平。
（9）電流信號測量法
該方法簡稱MCSA，利用感應電動機的定子電流作為信號分析的切入點，研究其特徵與故障的對應關系。其基本原理是：隨著刀具磨損的增大，切削力矩增大，機床所消耗的功率增大或電流上升，故 可實現在線檢測刀具磨損。MCSA具有測試便利、信息集成度高、傳動路徑直接、信號提取方便、不受加工環境的影響、價格低、易於移植等特點，在機床這種傳動系統封閉、一般感測器比較困難安裝的場合，應該是一種值得探索的方法。
（10）熱電壓測量法
熱電壓測量法利用熱點效應原理，即兩種不同導體的接觸點在受熱時，將在兩導體的另一端之間產生一個電壓，這個電壓的大小取決於導體的電特性 及接觸點與自由端之間的溫度差。當刀具和加工工件是由不同材料構成時，在刀具與工件之間就可以產生一個與切削溫度相關的熱電壓。這個電壓就可以作為刀具磨損量的一個度量，因為隨著刀具磨損量的增大，熱電壓也隨之增大。該方法的有點是價格便宜，精度較高，使用簡便，特別適用於高速加工區，缺點是對感測器材料及精度要求高，只能進行間隔式檢測。

C. 怎樣使用對刀儀

1．在±X、±Z及Y軸五個方向上測量和補償刀偏值
在五個方向上進行刀偏值的測量和補償，可以有效地消除人工對刀產生的誤差和效率低下的問題。不管是採用何種切削刀具（外圓、端面、螺紋、切槽、鑊孔還是車削中心上的銑、鑽削動力刀具），進行工件輪廓車削或銑削時，所有參與切削的刀尖點或刀具軸心線，都必須通過調整或補償，使其精確地位於工件坐標系的同一理論點或軸心線上。對動力型回轉刀具，除要測量並補償刀具長度方向上的偏置值外，同時還要測量和補償刀具直徑方向上的偏置值（刀具以軸心線分界的兩個半徑的偏置值）。否則機床無法加工出尺寸正確的工件。 在沒有安裝對刀儀的機床上，每把刀具的偏置值，是對每把刀具進行仔細的試切後，對工件尺寸進行測量、計算、補償（手工對刀）才可得出，費時費力，稍不小心還會報廢工件。當更換刀具後，這項工作還要重新進行。因而，對刀是佔用機床輔助時間最長的工作內容之一。
使用了對刀儀的機床，因對刀後能夠自動設置好刀具對工件坐標系的偏置值，從而自動建立起工件坐標系。在這種情況下，加工程序中就無需再用「G50指令」來建立工件坐標系了。
2．加工過程中刀具磨損或破損的自動監測、報警和補償
在沒有安裝對刀儀的機床上完成磨損值的補償是很麻煩的，需要多次停下機床對工件的尺寸進行手工測量，還要將得到的磨損值手動修改刀補參數。安裝對刀儀後，這個問題就簡單多了，特別是安裝HPPA型或HPMA型後更為方便。前者，只要根據刀具的磨損規律，幹完一定數量的工件後停下機床，用對刀儀再進行一遍對刀的過程即可；後者，只要在程序中設定完成多少個加工循環後執行一次自動對刀，即可完成刀補工作。
對於刀具破損報警或刀具磨損到一定程度後更換，是根據刀具允許的磨損量，設定一個「門檻值」，一旦對刀儀監測到的誤差超過門檻值，即認為刀具已破損或超過了允許的磨損值，則機床自動報警停機，然後強制進行刀具的更換。
3．機床熱變形引起的刀偏值變動量的補償
機床在工作循環過程中，產生的各種熱量，導致機床的變形特別是絲杠的熱伸長，使刀尖位置發生的變化，其結果是加工工件的尺寸精度會受到影響。在機床上安裝對刀儀，上述問題可迎刃而解。無非是把這種由熱變形產生的刀尖位置變化，視為刀具的磨損值，通過對刀儀來測量這種刀具偏置值，即可解決。

D. 對刀儀是什麼

對刀儀的核心部件是由一個高精度的開關（測頭），一個高硬度、高耐磨的硬質合金四面體（對刀探針）和一個信號傳輸介面器組成（其他件略）。四面體探針是用於與刀具進行接觸，並通過安裝在其下的撓性支撐桿，把力傳至高精度開關；開關所發出的通、斷信號，通過信號傳輸介面器，傳輸到數控系統中進行刀具方向識別、運算、補償、存取等。
數控機床的工作原理決定，當機床返回各自運動軸的機械參考點後，建立起來的是機床坐標系。該參考點一旦建立，相對機床零點而言，在機床坐標系各軸上的各個運動方向就有了數值上的實際意義。
對於安裝了對刀儀的機床，對刀儀感測器距機床坐標系零點的各方向實際坐標值是一個固定值，需要通過參數設定的方法來精確確定，才能滿足使用，否則數控系統將無法在機床坐標系和對刀儀固定坐標之間進行相互位置的數據換算。 當機床建立了「機床坐標系」和「對刀儀固定坐標」後（不同規格的對刀儀應設置不同的固定坐標值），對刀儀的工作原理如下：
1．機床各直線運動軸返回各自的機械參考點之後，機床坐標系和對刀儀固定坐標之間的相對位置關系就建立起了具體的數值。
2．不論是使用自動編程式控制制，還是手動控制方式操作對刀儀，當移動刀具沿所選定的某個軸，使刀尖（或動力回轉刀具的外徑）靠向且觸動對刀儀上四面探針的對應平面，並通過撓性支撐桿擺動觸發了高精度開關感測器後，開關會立即通知系統鎖定該進給軸的運動。因為數控系統是把這一信號作為高級信號來處理，所以動作的控制會極為迅速、准確。
3．由於數控機床直線進給軸上均裝有進行位置環反饋的脈沖編碼器，數控系統中也有記憶該進給軸實際位置的計數器。此時，系統只要讀出該軸停止的准確位置，通過機床、對刀儀兩者之間相對關系的自動換算，即可確定該軸刀具的刀尖（或直徑）的初始刀具偏置值了。換一個角度說，如把它放到機床坐標系中來衡量，即相當於確定了機床參考點距機床坐標系零點的距離，與該刀具測量點距機床坐標系零點的距離及兩者之間的實際偏差值。
4．不論是工件切削後產生的刀具磨損、還是絲杠熱伸長後出現的刀尖變動量，只要再進行一次對刀操作，數控系統就會自動把測得的新的刀具偏置值與其初始刀具偏置值進行比較計算，並將需要進行補償的誤差值自動補入刀補存儲區中。當然，如果換了新的刀具，再對其重新進行對刀，所獲得的偏置值就應該是該刀具新的初始刀具偏置值了。

E. 檢測刀具磨損和破損的方法有哪些

單台機床的加工，對刀具磨損和破損的監測，憑工人的經驗，尚能進行正常的生產，而對FMS、CIMS、無人化工廠，必須解決刀具磨損與破損的在線實時監測及控制問題。因為及時確定刀具磨損和破損的程度並進行在線實時控制，是提高生產過程自動化程度及保證產品質量，避免損壞機床、刀具、工件的關鍵要素之一。
監測原理監測參量的選取監測原理監測原理框圖監測刀具磨損和破損的方法很多，可分為直接測量法和間接測量法兩大類。直接測量法主要有：光學法、接觸電阻法、放射性法等。間接測量法主要有：切削力或功率測量法，刀具和工件測量法，溫度測量法，振動分析法，AE法，電機電流或功率測量法等。
比較現有的刀具磨損和破損的監測方法，各有優缺點，我們選取聲發射（AE）和電機電流信號作為監測參量。這是因為AE信號能避開機加工中雜訊影響最嚴重的低頻區，受振動和聲頻雜訊影響小，在感興趣區信噪比較高，便於對信號進行處理。響應速度快，靈敏度高；但重負荷時，易受干擾。而電機電流信號易於提取，能適應所有的機加工過程，對正常的切削加工沒有影響，但易受干擾，時間響應慢，輕負荷時，靈敏度低。這樣，同時選AE和電機電流為監測信號，就能利用這2個監測量的各自長處，互補不足，拓寬監測范圍，提高監測精度和判別成功率。
切削過程中，當刀具發生磨損和破損時，切削力相應發生變化，切削力的變化引起電機輸出轉矩發生變化，進而導致電機電流發生相應的變化，電流法正是通過監測電機電流的變化，實現間接在線實時判斷刀具的磨損和破損。AE是材料或結構受外力或內力作用產生變形或斷裂時，以彈性波形的形式釋放出應變能的現象。它具有幅值低，頻率范圍寬的特點。試驗及頻譜分析發現：正常切削產生的AE信號主要是工件材料的塑性變形，其功率譜分布，100kHz以下數值很大，100kHz以上較小。
當刀具磨損和破損時，100kHz以上頻率成分的AE信號要比正常切削時大得多，特別是100-300kHz之間的頻率成分更大些。為此，應通過帶通濾波器，監測100-300kHz頻率成分AE信號的變化，對刀具磨損和破損進行監測。
利用AE、電機電流信號綜合對刀具磨損和破損進行判別的原理是：輕負荷區，依靠AE包絡信號，用閾值的方法進行判別；在中負荷區，這時電機電流和AE信號都起作用，用兩者結合的方法進行判別，提高判別的成功率，具體方法是：如果AE信號超過AE閾值，則置延時常數為ds（d的數值依賴於系統構成），如果在ds時間內，電流信號也超過電流信號的閾值，則判刀具極限磨損或破損。如果在ds時間內，電流信號未超過電流信號的閾值，則不報警，由延時常數繼續監測。這種以AE為先導，AE信號和電機電流信號進行「與」的判別模式，既利用了AE信號具有實時、靈敏的特點，又考慮了電機電流信號具有滯後的性質，具有較強的抗干擾能力，提高了判別成功率。在大負荷區，則以電機電流信號為主，AE信號為輔進行判別。

F. 自動對刀儀怎麼對刀

進行刀偏值的測量和補償，可以有效地消除人工對刀產生的誤差和效率低下的問題。不管是採用何種切削刀具（外圓、端面、螺紋、切槽、鑊孔還是車削中心上的銑、鑽削動力刀具），進行工件輪廓車削或銑削時，所有參與切削的刀尖點或刀具軸心線，都必須通過調整或補償，使其精確地位於工件坐標系的同一理論點或軸心線上。對動力型回轉刀具，除要測量並補償刀具長度方向上的偏置值外，同時還要測量和補償刀具直徑方向上的偏置值（刀具以軸心線分界的兩個半徑的偏置值）。否則機床無法加工出尺寸正確的工件。 在沒有安裝對刀儀的機床上，每把刀具的偏置值，是對每把刀具進行仔細的試切後，對工件尺寸進行測量、計算、補償（手工對刀）才可得出，費時費力，稍不小心還會報廢工件。當更換刀具後，這項工作還要重新進行。因而，對刀是佔用機床輔助時間最長的工作內容之一。

使用了對刀儀的機床，因對刀後能夠自動設置好刀具對工件坐標系的偏置值，從而自動建立起工件坐標系。在這種情況下，加工程序中就無需再用「G50指令」來建立工件坐標系了。加工過程中刀具磨損或破損的自動監測、報警和補償在沒有安裝對刀儀的機床上完成磨損值的補償是很麻煩的，需要多次停下機床對工件的尺寸進行手工測量，還要將得到的磨損值手動修改刀補參數。安裝對刀儀後，這個問題就簡單多了，特別是安裝HPPA型或HPMA型後更為方便。前者，只要根據刀具的磨損規律，幹完一定數量的工件後停下機床，用對刀儀再進行一遍對刀的過程即可；後者，只要在程序中設定完成多少個加工循環後執行一次自動對刀，即可完成刀補工作。對於刀具破損報警或刀具磨損到一定程度後更換，是根據刀具允許的磨損量，設定一個「門檻值」，一旦對刀儀監測到的誤差超過門檻值，即認為刀具已破損或超過了允許的磨損值，則機床自動報警停機，然後強制進行刀具的更換。

G. 對刀儀的使用方法

1）水平角測量

（1）按角度測量鍵，使全站儀處於角度測量模式，照準第一個目標A。

（2）設置A方向的水平度盤讀數為0°00′00〃。

（3）照準第二個目標B，此時顯示的水平度盤讀數即為兩方向間的水平夾角。

2）距離測量

（1）設置棱鏡常數

測距前須將棱鏡常數輸入儀器中，儀器會自動對所測距離進行改正。

H. 簡述刀具破損檢測方法

監測原理監測參量的選取監測原理監測原理框圖監測刀具磨損和破損的方法很多，可分為直接測量法和間接測量法兩大類。直接測量法主要有：光學法、接觸電阻法、放射性法等。間接測量法主要有：切削力或功率測量法，刀具和工件測量法，溫度測量法，振動分析法，AE法，電機電流或功率測量法等。

比較現有的刀具磨損和破損的監測方法，各有優缺點，我們選取聲發射(AE)和電機電流信號作為監測參量。這是因為AE信號能避開機加工中雜訊影響最嚴重的低頻區，受振動和聲頻雜訊影響小，在感興趣區信噪比較高，便於對信號進行處理。響應速度快，靈敏度高;但重負荷時，易受干擾。而電機電流信號易於提取，能適應所有的機加工過程，對正常的切削加工沒有影響，但易受干擾，時間響應慢，輕負荷時，靈敏度低。這樣，同時選AE和電機電流為監測信號，就能利用這2個監測量的各自長處，互補不足，拓寬監測范圍，提高監測精度和判別成功率。

I. 如何檢測記錄數控銑床中刀具的磨損問題情況

現在，數控銑床在我們的生活中有著廣泛的用途，尤其是在工業中更是得到了很好的使用，然而對於數控銑床的刀具磨損程度的檢測記錄卻是一直是一個難題，下面我們介紹關於如何記錄數控銑床的刀具磨損。

以前人們主要藉助於集成了丈量尺的放大鏡進行萬能銑床檢查，固然能夠進步丈量的靈活性，但是因為操縱職員的差異會導致不一致的丈量結果。類似的結果可以展示另外一種被測系統：一方面，盡管固定式丈量系統具有較好的經濟性，但是便攜機能較差；另一方面，簡易移動式丈量系統的丈量精度較低，成像質量較差，丈量深度不足。現在萬能銑床主要使用圖形來顯示加工刀具的出產效率，以及磨損劃痕深度(VB)跟著使用壽命的增長而逐漸加深的過程。

加工過程進行優化，可以將整套系統放入攜帶型容器，並配備必要的備用電池、充電器或者清潔用具。丈量系統的構造：直接在銑床的轉盤銑刀前布置配備有磁性三腳架的數碼相機上海維宏電子說："圖片的高質量、丈量系統和評價軟體的便捷操縱是我們的一大上風。而且我們在用戶和刀具製造商進行丈量的過程中反復詢問，是否需要為他們提供帶有軟體的集成式丈量系統包。」

迄今為止，萬能搖臂銑床系列來自航空產業、刀具製造業和科研儀器行業的工藝員已經開始在切削加工中應用這套系統。在對丈量系統進行檢查和優化，功能緊湊且實用：

1)便於用戶操縱的丈量軟體：磨損丈量包中包含的評價軟體Abrascan可以丈量間隔(D)、角度(A)和半徑。點擊"間隔"圖標就可以用毫米顯示出相關尺寸。在單獨的圖片中還可以顯示更多的間隔和角度丈量值。單擊滑鼠右鍵可以復制相關數據並且另存為Excel表格文件。這樣可以大幅度簡化磨損劃痕寬度的形成過程。其他的輔助功能，好比亮度、對比度、灰度等也一應俱全。因為萬能銑床這套系統基於Office軟體，因此用戶無需參加額外的培訓即可快速上手使用。

2)輸出丈量值：在X5036A立式銑床表格計算軟體中存儲丈量值就可以天生磨損的形成過程。利用磨損丈量系統Abrascan可以識別出極其微小的磨損痕跡並進行丈量。因此可以對刀具的優化過。Abrascan的圖像可以顯示磨損的形成過程橫軸為刀具的切屑間隔，單位米；縱軸為磨損劃痕寬度VB，單位毫米；三根曲線分別為刀具A、B、C。

3)轉盤：磨損劃痕寬度VB=0.136mm：丈量流程如下：將數碼相機固定在磁性三腳架上，利用磁性三腳架還能夠直接在銑床長進行丈量，而無需從支架或者主軸上拆下刀具。X6132A卧式銑床帶有能夠任意旋轉的顯示屏，可以在任意位置進行拍攝。所以，用戶只需要打開數碼相機就可以隨時進行拍攝。攝影興趣者當然還可以根據不同的場合進行微調。轉子泵通過USB數據線可以將儲存的圖片傳輸到筆記本電腦並利用軟體進行評價。

4)丈量過程非常簡朴：這套系統的第一個用戶倍受鼓舞："照相機上已經儲存了所有的調整參數──打開包裝後五分鍾就可以拍攝出清楚銳利的照片。

J. 總結數控機床中有哪些感測器,分別用來檢測什麼信號,其工作原理

數控機床是一種裝有程序控制系統的自動化機床，能夠根據已編好的程序，使機床動作並加工零件，它綜合了機械、自動化、計算機、測量、微電子等最新技術，使用了多種感測器。

數控機床是一種裝有程序控制系統的自動化機床，能夠根據已編好的程序，使機床動作並加工零件。它綜合了機械、自動化、計算機、測量、微電子等最新技術，使用了多種感測器，本文介紹的是各種各樣的感測器在數控機床上的應用。