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作为《中国制造2025》五大工程之一的智能制造对机械加工行业生产自动化提出了越来越高的要求,而刀具作为数控加工过程的主体,其状态会对自动化生产线加工效率和产品加工质量产生重要影响。因此,研究数控批量加工刀具磨损在线监测方法并开发相应的刀具磨损在线监测系统将是推进机械加工行业自动化生产和加强生产过程智能可控的必然选择。本论文在国家高技术研究发展计划(863计划)课题“机床产品机械加工制造系统能效优化提升技术及应用”(编号:2014AA041506)、国家自然科学基金面上项目“面向广义能量效率的数控加工工艺规划理论与方法研究”(编号:51475059)以及国家重点研发计划课题“离散及流程行业制造/生产过程能效检测与评估关键技术标准研究”(编号:2017YFF0207903)的资助下,对基于切削功率的数控批量加工刀具磨损在线监测方法及系统进行了研究,研究成果对于提高我国制造业智能化和信息化水平具有深远的意义。首先,研究切削功率与刀具磨损量及加工参数之间的映射关系。分别分析刀具磨损量和加工参数对切削功率的影响规律,在此基础上基于田口法设计数控车削加工和数控铣削加工实验,进而建立切削功率与刀具磨损量及加工参数之间的二阶响应回归模型。其次,提出一种根据加工参数的变化实时更新切削功率阈值的数控批量加工刀具磨损在线监测方法。该方法主要包括以下关键步骤:采用基于小波包的防脉冲干扰滑动平均滤波法对功率信号进行预处理、结合功率信息和加工参数信息判断数控机床状态以及基于切削功率回归模型和实时切削功率信息识别刀具破损状态和刀具磨损状态。再次,基于数控批量加工刀具磨损在线监测方法,开发相应的数控批量加工刀具磨损在线监测系统。提出系统的总体框架,阐述软硬件平台的搭建并详细介绍包含串口通信模块、加工参数读取模块、数据管理模块和显示界面模块等在内的软件功能模块的实现。最后,将数控批量加工刀具磨损在线监测方法和数控批量加工刀具磨损在线监测系统应用于数控车削批量加工和数控铣削批量加工过程中,以验证该方法和系统的有效性及实用性。