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在异形螺杆铣削加工过程中，刀具磨损和破损是不可避免的故障之一，它给加工自动化带来了诸多不良影响。因此，刀具状态监测成为自动化加工的重要组成部分。尽管国内外学者对刀具监控技术的研究已有相当长的历史，并取得了丰硕的研究成果，但针对变切削参数条件下铣刀磨损监测和补偿以及破损的监测研究还很少。为了保证变切削参数条件下铣削工件的质量和加工精度，寻求一条利用多传感信息融合技术研制出智能的、高可靠性、实用的刀具监控系统的有效途径是非常必要的。 基于以上的目的，本文旨在利用Intel公司的16位高性能芯片80C196KC作为内核，构建刀具监控系统。此系统能够实时采集并显示反映刀具状态的信号：机床功率信号、振动信号、工件径向变化量信号，并对这些信号进行预处理及特征量提取。利用基于这些信号的刀具磨损／破损的数学模型，实时计算出刀具破损阈值和特征值及刀具磨损估计值。在此基础上进行如下工作：1)根据刀具破损状态的软测量方程，实时估算刀具破损特征值，并与阈值进行比较，决定是否送数控系统刀具破损预警信息；2)实时比较工件径向位移信号是否超出预设范围，同时参考刀具磨损方程的定量估计结果，决定是否送机床刀具补偿信号。 由此可见，本课题的重点在于刀具监控系统的软硬件设计。在硬件设计方面，主要在于以主控芯片80C196KC为核心的16位微控制系统的搭建：系统的外存扩展及译码电路，机床通讯电路及报警电路设计，液晶显示及键盘接口设计等。在软件设计方面的重点在于实时提取反映刀具状态的特征信号及基于这些特征信号的刀具磨损／破损模型实时计算刀具磨损、破损的特征量，以及刀具补偿软件的开发等。 系统硬件开发采用澳大利亚Protel Technology公司的CAD开发软件Protel99SE，该软件基于Windows平台的32位EDA设计系统。系统软件开发采用Tasking公司的C196编译器及Intel公司的ApBUILDER单片机初始化工具软件。