[发明专利]一种机床刀具状态的监控方法

权利要求书

1.一种机床刀具状态的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：实时采集机床主轴电机的电流信号，根据机床刀具前M次切削过程中采集的电流信号，获得电流信号的上下边界曲线；其中，M为正整数；

循环迭代步骤S2和步骤S3；

S2：判断机床刀具第M+1次切削过程中采集的电流信号是否超出上下边界曲线；若是，则执行步骤S3；若否，则M=M+1，回到步骤S2；

S3：判断超出上下边界曲线的部分的数量是否大于阈值；若是，则执行步骤S4；若否，则M=M+1，回到步骤S2；

S4：将机床停机；

步骤S1，根据机床刀具前M次切削过程中采集的电流信号，获得电流信号的上下边界曲线，具体包括：

S11：将机床刀具前M次切削过程中每次切削过程中采集的电流信号分成R段，每段电流信号为一个周期的正弦波，计算每段电流信号的均方根值；其中，R为大于1的整数；

S12：根据计算出的每段电流信号的均方根值，计算每N段电流信号对应的N个均方根值的均值和标准差；其中，N为大于1的整数；

S13：根据计算出的每N段电流信号对应的N个均方根值的均值和标准差，计算每N段电流信号的上边界点和下边界点；

S14：将各N段电流信号的上边界点连接，将各N段电流信号的下边界点连接，获得上下边界曲线；

步骤S11，计算每段电流信号的均方根值，根据如下公式计算每段电流信号的均方根值I_rms：

；

其中，I₁,I₂…I_t为每段电流信号的数据点，t为数据点数；

步骤S12，根据计算出的每段电流信号的均方根值，计算每N段电流信号对应的N个均方根值的均值和标准差，若M=1，则根据如下公式计算每N段电流信号对应的N个均方根值的均值和标准差：

；

；

其中，为第i组N段电流信号对应的N个均方根值，i为大于1的整数，R=iN，k=1,2…N，μ_i为第i组N段电流信号对应的N个均方根值的均值，σ_i为第i组N段电流信号对应的N个均方根值的标准差；

步骤S13，根据计算出的每N段电流信号对应的N个均方根值的均值和标准差，计算每N段电流信号的上边界点和下边界点，根据如下公式计算每N段电流信号的上边界点和下边界点：

；

；

其中，为第i组N段电流信号的上边界点，为第i组N段电流信号的下边界点。

2.如权利要求1所述的监控方法，其特征在于，步骤S12，根据计算出的每段电流信号的均方根值，计算每N段电流信号对应的N个均方根值的均值和标准差，若M1，则根据如下公式计算每N段电流信号对应的N个均方根值的均值和标准差：

；

；

其中，为第n次切削过程中采集的电流信号中第i组N段电流信号对应的N个均方根值，i为大于1的整数，R=iN，n=1,2…M，k=1,2…N，μ_i为第i组N段电流信号对应的N个均方根值的均值，σ_i为第i组N段电流信号对应的N个均方根值的标准差。