刀具管理系统研究与应用(5)

3. 刀具管理系统专用识别技术。从传感器的应用角度来看，传感器可分为专用传

感器和通用传感器。针对刀具管理系统，一些公司专门开发了刀具识别传感器。如Pepperl+Fuchs公司采用自己开发的识别传感器；Bilz公司也专门开发了“刀具诊断系统”的产品，提供接触式和非接触式传感器。这种刀具专用识别技术在刀具管理系统中的优点在于针对性强；缺点在于缺乏通用性、成本较高。

基于上述对比，基于射频技术的无线识别将是刀具识别系统的发展趋势。

4.3 刀具的状态监控与寿命预测

1. 刀具管理系统中刀具的磨损状态检测。刀具的状态直接影响着产品的品质、加

工效率和刀具管理系统的选刀策略。刀具状态的监测方法按监测手段，可分为直接测量和间接测量。直接测量法包括测量刀刃位置、测量刀具耗损面等；间接测量包括测量切削力、测量主轴点击功率或扭矩、测量振动或切削噪声、测量声发射、测量工件尺寸、测量工件表面粗糙度、测量切削温度、测量工具与工具接触处电阻、测量刀刃上沉积的放射性元素等方法。为了保证加工的不间断性，间接测量比较受欢迎，而且技术逐渐成熟，如Renishaw公司推出的TRSl非接触式刀具破损检测系统。

2. 刀具管理系统中刀具的寿命预测。刀具从开始切削到完全报废，实际切削时间

的总和称为刀具寿命。作为衡量刀具状态的重要参数，刀具寿命预测也是刀具管理系统中必不可少的技术。统计表明，刀具失效引起机床故障的首要因素。由刀具失效引起的停机时间，占数控机床总停机时间的1/5～1/3。因此对刀具寿命的预测和状态监控，对于保障顺利生产，显得格外重要。

4.4 刀具的现场调度

在满足加工需求的前提下，如何有效地提高刀具使用效率、降低刀具投入成本、预测刀具需求量，是刀具管理的核心任务之一。刀具管理系统的有效实施，较大程度地提高机床工作时间，降低刀具库存。但目前多数刀具管理系统，从本质上来说仅仅是一个刀具参数管理数据库，缺乏一个动态的调度过程。因此，刀具调度模型的建立及求解是刀具管理的重要任务之一。

刀具调度的核心目的在于在资金和环境容许的范围内配置所需刀具的类型及数量，并最大程度地满足用户的需求。因此刀具调度面l临的问题在于两方面：从机床角度来看，当机床需要刀具的时候，如何从多个待选刀具中选取合适的一把；从刀具角度来看，当一把刀具面临多台机床的需求时，该如何协调。影响刀具调度的因素诸多，包括刀具的运送能力、刀具自身参数、当前状态、加工工艺等，需要建立一个动态的调度规则。

各种启发式及其组合方法通常用来解决刀具的调度问题，但由于影响刀具调度的动

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