[发明专利]一种电流信号监测刀具磨损的方法

权利要求书

1.一种电流信号监测机床刀具磨损的方法，其特征在于：包括传感器、变频器、数据采集装置、工业控制计算机；所述变频器输入侧U、V、W三项分别布置一个所述传感器；所述变频器输出侧分别与机床的主轴伺服电机、X轴伺服电机、Y轴伺服电机和Z轴伺服电机连接；所述传感器与数据采集装置连接，所述数据采集装置与所述工业控制计算机连接；所述工业控制计算机，用于处理收集到的电信号；

所述电流信号监测机床刀具磨损的方法包括以下步骤，（1）采集变频器输入端U、V、W三相的电流信号；（2）求解三相电流信号的平均有效值；（3）对电流信号平均有效值进行时域分析、频域分析和时频域分析中的至少一种；（4）求得电流信号平均有效值在时域、频域和时频域的密度幅值；（5）将其与标准幅值进行比较得到刀具磨损的状态，如果在小于标准幅值说明刀具状态好可以继续使用，如果大于标准幅值机器将停机报警。

2.根据权利要求1所述的电流信号监测机床刀具磨损的方法，其特征在于，按一下方法计算三相电流信号的平均有效值：

（1）对信号进行预处理，确定收集单相电的电流有效值：；

（2）将单相电的电流有效值离散化：，其中i为电流，n为积分周期T内的采用点总数，T为采样周期；

（3）确定三相电流有效值的平均值作为变频器输入侧电流的有效值：，其中为U相电流有效值，为V相电流有效值，为W相电流有效值。

3.根据权利要求1所述的电流信号监测机床刀具磨损的装置，其特征在于：所述传感器为开环霍尔电流传感器，所述数据采集装置为数据采集卡。

4.根据权利要求1所述的电流信号监测机床刀具磨损的方法，其特征在于：对电流信号平均有效值进行时域分析，确定时域指标包括均值、均方值、均方根值、方差、峰值、峭度、峰值因子、波形因子、脉冲因子，时域信号测量得出具体数值，统一进行归一化处理。

5.根据权利要求1所述的电流信号监测机床刀具磨损的方法，其特征在于：所述采样装置的采样率至少为100kS/s。

6.根据权力要求1所述的电流信号监测机床刀具磨损的方法，其特征在于：平均有效电流值法和传统RMS有效电流值法，对有效电流值进行频域分析，计算频域指标重心频率、均方频率、均方根频率、频率方差；对各指标进行归一化处理，将分析得到3个阶段的同一指标做差求绝对值。

7.根据权利要求1所述的电流信号监测机床刀具磨损的方法，其特征在于：对电流信号平均有效值进行时频域分析，利用db5小波对平均有效电流信号和RMS值电流信号进行小波分解，分析得到初期、正常和急剧磨损三个阶段的能量和均方差等指标，并做归一化处理。