[发明专利]一种机床刀具寿命预测系统及预测方法

说明书

本发明公开了一种机床刀具寿命预测系统及预测方法，包括：机床内置传感器、数据采集模块、预处理模块、特征提取模块及预测模块，其中，机床内置传感器与数据采集模块相连，数据采集模块与预处理模块相连，预处理模块与特征提取模块相连，特征提取模块与预测模块相连。该方法包括：测量机床的主轴电流信号及切削工况参数；采集主轴电流信号及切削工况参数；对主轴电流信号进行预处理；对预处理后的主轴电流信号进行特征值提取；根据主轴电流信号特征值及切削工况参数对刀具的剩余使用寿命进行预测。本发明的机床刀具寿命预测系统及预测方法，可以在不影响生产的情况下，以较低的成本得到较好的预测效果。

技术领域

本发明涉及机床刀具寿命预测技术领域，特别涉及一种机床刀具寿命预测系统及预测方法。

背景技术

刀具是机床最重要的部件之一，其性能直接影响着加工结果的好坏。使用过度磨损或者超出寿命预期的刀具不但会增加能量消耗，降低加工精度，还会有刀刃断裂的危险，带来生产安全问题。因此，对于大批量的生产，刀具的寿命管理是不可或缺的，它会直接影响到生产成本控制，产品质量控制和生产安全等问题。

当前存在的一些刀具预测方法大都需要外接传感器，这不但在操作上难以操作，还会增加成本，甚至有可能影响到机床本身的生产。

因此，急需提供一种操作方便、成本低且不影响机床本身的刀具寿命预测技术。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种机床刀具寿命预测系统及预测方法，采用内置传感器采集机床的主轴电流信号及切削工况参数数据，可以在不影响生产的情况下，以较低的成本得到较好的预测效果，具有非常重要的意义。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种机床刀具寿命预测系统，其包括：机床内置传感器、数据采集模块、预处理模块、特征提取模块以及预测模块，其中，

所述机床内置传感器与所述数据采集模块相连，所述数据采集模块与所述预处理模块相连，所述预处理模块与所述特征提取模块相连，所述特征提取模块与所述预测模块相连；

所述机床内置传感器用于测量机床的主轴电流信号以及切削工况参数；

所述数据采集模块用于采集所述机床内置传感器测量的所述主轴电流信号以及切削工况参数；

所述预处理模块用于对所述数据采集模块采集的所述主轴电流信号进行预处理，找出平稳的信号，对平稳的信号进行切分；

所述特征提取模块用于对所述预处理模块预处理后的所述主轴电流信号进行特征值提取；

所述预测模块用于根据所述特征提取模块提取的主轴电流信号特征值以及切削工况参数对刀具的剩余使用寿命进行预测。

较佳地，所述特征提取模块包括：时域特征提取子模块、频域特征提取子模块以及小波特征提取子模块；其中，

所述时域信号提取子模块用于提取预处理后的主轴电流信号的时域特征；

所述频域特征提取子模块用于提取预处理后的主轴电流信号的频域特征；

所述小波特征提取子模块用于将所预处理后的主轴电流信号进行小波分解，获取不同频段的小波包。

较佳地，所述预测模块包括刀具磨损量预测子模块以及刀具寿命预测子模块；其中，

所述刀具磨损量预测子模块用于根据所述主轴电流信号特征值和切削工况参数对刀具磨损量进行预测；

所述刀具寿命预测子模块用于根据所述刀具磨损量对刀具的剩余使用寿命进行预测。