刀具在高速狀態(tài)下進(jìn)行切削時，與工件接觸區(qū)域的溫度急劇升高，使刀具的磨損加速，導(dǎo)致工件表面質(zhì)量下降，而當(dāng)?shù)毒邉×夷p甚至破損崩刃時還會對機(jī)床和操作人員造成危險。

研究表明，由于刀具磨損和破損而造成的機(jī)床停機(jī)時間占全部停機(jī)時間的20%，所以有必要對刀具磨損在線監(jiān)測進(jìn)行研究，避免因刀具未達(dá)到磨損要求而更換，防止刀具磨損至破損對工件和機(jī)床造成損害；同時無需依靠人工經(jīng)驗(yàn)來判斷刀具是否需要更換。研究證明，刀具監(jiān)測系統(tǒng)能提高加工效率10%~50%，降低生產(chǎn)成本10%~40%。

刀具磨損監(jiān)測過程如圖1所示。本文對近年來刀具磨損在線監(jiān)測所采用的監(jiān)測信號、信號特征的提取方法以及分類識別模式進(jìn)行歸納和總結(jié)，并對未來的研究方向進(jìn)行展望。

1 監(jiān)測信號

目前，刀具監(jiān)測方法大致分為直接測量法和間接測量法。直接法通過某種特定的直接測量方式來獲得刀具的后刀面磨損量；間接法是測量與刀具磨損相關(guān)的信號并通過映射關(guān)系來間接獲得刀具的磨損量。

(1)直接測量法

直接測量法主要分為光學(xué)圖像法、接觸式電阻測量法和放射性元素法。直接測量法對刀具進(jìn)行直接測量，測量精度高，但是對于切削環(huán)境有較高的要求。切削液、照明還有切屑都會影響測量結(jié)果。