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近年来，各国对刀具状态检测技术的研究越来越重视。在金属切削加工过程中，刀具的寿命和状态对工件质量和加工的经济性有很大的影响。而对于普通工人而言，他们很难根据个人经验和加工条件等因素准确地预测和判断切削加工中的刀具寿命。虽然传统的刀具寿命管理可以在一定程度上减少因为刀具的磨损和破损而造成的损失，但由于刀具寿命的随机性，对其寿命极限的估计往往过于保守，从而导致大部分刀具未能充分利用，这就造成了生产加工过程中的更多次数的换刀，大大增加了刀具的费用。因此，定时地掌握刀具的状态对延长机床设备无故障运行和提高产品质量、降低生产成本有着非常重要的作用。研究表明，通过对加工过程中刀具状态的检测，可以减少故障停机时间的75%，提高生产效率10% ~60%，提高机床利用率50%以上由此可以看出，刀具状态检测技术在现代化机床加工中有着十分重要的意义和实用价值，并逐渐成为现代化、自动化和柔性化制造系统的关键技术。论文网
本次毕业设计，我可以基本了解刀具检测系统的工作原理与使用情况，可以初步掌握机电一体化产品的开发和设计步骤。在这次设计的过程中，我将从装置的设计，计算到校核，从实际工作出发，在充分掌握此产品的性能的情况下，综合各方面结构的优缺点，学会处理实际机械设计中所面临的问题。另外，以大学四年中学到的专业知识和实际的要求相结合进行检测系统的设计，综合运用AutoCAD，Solidworks等制图软件进行检查设计结构细节。其中运用到所学过的机械原理，机械设计，材料力学，互换性等学科知识，对所学的知识温故知新，运用到实际中去。通过本次毕业设计，可以为我将来踏上工作岗位奠定了扎实的专业基础，提升我的专业知识水平和竞争力。
1.2刀具状态检测技术的现状
1.2.1刀具状态检测技术的发展概况
在最近的几十年间，国内外学者在刀具磨损和破损的自动监测方面做了许多研究工作，国外己于70年代末就己经开发和研制出了用于刀具状态监测的传感器。传感器在刀具状态监测中的作用是通过直接或间接的方式测量出能够反映刀具磨损或破损程度的参量，如切削力、切削温度、振动等，然后将这些参量转化为电信号再进一步处理。70年代末至80年代初时期，口本和德国在NC机床的研制与生产中取得了很大的进步，既设置了带传感器的刀具监测系统，也配置了适应性控制系统，可实时地监测刀具的磨损状况，及时发出信息，防止因刀具失效而引起的工件报废和机床故障所产生的危害。80年代中期以来，传感器在刀具状态监测中的应用得到了进一步发展，具体表现在以下几个方面:一方面，其集成化、数字化和智能化的程度进一步提高;另一方面，其准确性、实用性和可靠性也得到进一步提高有新的发展。再者，刀具传感器在其品种、规格、用途和测试方法等方面也都90年代以来推动下测技术获得了进一步发展刀具状态监测系统在高性能计算机等高新技术发展的，出现了以计算机视觉技术为理论基础的刀具状态监并伴随着CCD摄像传感器技术的成熟以及价格的大幅度下降，在机械制造方面开拓了新的应用领域。
1.2.2 国内外基于计算机视觉的刀具磨损状态检测技术的发展现状
由己有的资料检索可知，Matsushima等人于1979年就尝试利用图像处理及
视觉系统进行刀具状态检测【1】。其工作原理是在每一次更换刀具的时候，用TV照相机拍摄刀具图片，经过人工选择闽值的方法把灰度图转化为二值图，然后直接从所获得的二值图像计算后刀面的磨损宽度，从而来实现磨损状态的判断。但因为磨损区域表面纹理的不规则性和光强度的变化使得使用全局闽值常常会生成离散的黑色像素的二值图像，这样就会容易导致错误的结果。