[发明专利]刀具破磨损状态检测方法及其检测系统

权利要求书

1.一种刀具破磨损状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

①测量刀具切削、磨削过程中的振动信号，并对所述振动信号进行采集、放大、传输与显示；

②对所述的振动信号进行模式滤波法计算，实现振动信号的最优分解处理；

③对所述的振动信号时频子波进行分类整理与特征提取，分离出机械设备运转信号，获得刀具振动信号中的切削、磨削信号，以及刀具破磨损特征分类信号；

④对所述时频子波进行分类、聚集和信号分离处理，对各类时频子波进行信号重构，再统计各类信号的峭度指标（C_q）和峰值指标（I_p），根据各类分离信号指标参数在C_q—I_q平面的动态分布情况来检测刀具的破磨损和机床运行状态，实现刀具破磨损状态的识别检测与定量化预警、预报。

2.根据权利要求1所述的刀具破磨损状态检测方法，其特征在于：步骤（2）中对振动信号进行模式滤波计算之前，先采用高低分频方法分离机床和切屑产生的低频干扰信号，高低分频方法采用多阶5点与7点数据平滑处理，边界点采用5点平滑处理，中间点采用7点平滑处理，处理阶数应大于200。

3.根据权利要求1或2所述的刀具破磨损状态检测方法，其特征在于：步骤②中对振动信号采用模式滤波法进行时频子波的最优分解，进而进行时频子波的分类、聚集和信号分离处理，并选取如下的模式滤波时频子波表达式来分解信号

y(t)=f(A,α,t)×g(Σi=12βi×ti-1)---(1)]]>

式中：f是调幅函数，g是调频函数；A是振幅；α是衰减因子，单位为s^-2；β_i为系数（i=1、2），β₁为初始相位，单位为rad；β₂为角速度ω，单位为rad/s；t为时间，单位为s；

所述的聚类处理平面为“β₂-α”二维特征平面。

4.根据权利要求1所述的刀具破磨损状态检测方法，其特征在于：对各类时频子波进行重构形成分类分离信号，计算各类信号的峰值指标（I_p）和峭度指标（C_q）数值，根据各类分离信号指标参数在C_q—I_q平面的动态分布情况来检测刀具的破磨损和机床运行状态。

5.根据权利要求1所述的刀具破磨损状态检测方法，其特征在于：步骤④刀具振动信号时频子波在“β₂-α”二维特征平面归为A～Q共17类，这17类时频子波根据刀具工作过程中的不同表现又归为四类：I强冲击类；II分散类；III过渡类；IV磨损类；各类分离信号指标参数在所述的C_q—I_q平面上划分为强冲击衰减区、弱冲击衰减区、低频中衰减强冲击区、过渡区和磨损特征区五个特征区域。