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龍圖騰網獲悉西安交通大學申請的專利基于主軸振動信號的刀具磨破損實時監控方法及相關裝置獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115922442B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211669296.7，技術領域涉及：B23Q17/09；該發明授權基于主軸振動信號的刀具磨破損實時監控方法及相關裝置是由張俊;白樂樂;吳世杰;嚴佳星;劉弘光;張會杰;趙萬華;盧秉恒設計研發完成，并于2022-12-24向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于主軸振動信號的刀具磨破損實時監控方法及相關裝置在說明書摘要公布了：基于主軸振動信號的刀具磨破損實時監控方法及相關裝置，包括：同步采集主軸振動及數控系統內部數據；在振動數據降噪基礎上進行功率譜分析得到反映刀具磨損的功率譜頻帶能量指標和反映刀具破損的無量綱監測指標；對指標進行融合得到反映刀具狀態的綜合監測指標；提出了設定刀具磨損及破損閾值的有效方法；一旦綜合監測指標超過失效閾值，通過材料去除率增量輔助判斷刀具是否失效，進而在消除工況參數切換瞬間產生的誤報警同時準確識別刀具狀態。本發明僅通過單只外置三向加速度傳感器及數控系統內部數據即可實現對刀具磨損與刀具破損的實時監測，提出面向單臺機床與柔性生產線的工業可接受刀具狀態監測系統，為工業應用提供了切實可行的解決方案。

本發明授權基于主軸振動信號的刀具磨破損實時監控方法及相關裝置在權利要求書中公布了：1.基于主軸振動信號的刀具磨破損實時監控方法，其特征在于，包括： 采集數控機床主軸振動數據及數控系統內部數據； 對采集到的數據進行降噪處理； 通過對降噪處理后的主軸振動數據進行功率譜分析，得到反映刀具磨損的功率譜頻帶能量指標和反映刀具破損的無量綱監測指標； 對指標進行融合，得到反映刀具磨損與刀具破損的綜合監測指標； 當綜合監測指標超過失效閾值，通過材料去除率增量輔助判斷刀具是否失效，進而在消除工況參數切換瞬間產生的誤報警同時準確識別刀具狀態； 功率譜頻帶能量指標： 通過對預處理后的主軸XYZ三個方向的振動信號進行功率譜分析，利用直接法計算功率譜如下式1： 定義選擇功率譜特征頻率幅值作為監測指標，給出功率譜特征頻率幅值指標的數學定義如下式2： F＝Amppsdf2 其中，Amppsdf為特征頻率f對應的幅值； 定義刀齒通過頻率為fp，其大小通過該式fp＝n60·Nt計算得到，n為主軸轉速，Nt為刀具齒數；分別選擇功率譜成分中刀齒通過頻率fp及三倍頻3fp幅值作為監測指標； 通過分析主軸振動信號不同磨損階段功率譜頻率成分的相對分布，提出反映刀具磨損變化的監測指標—功率譜頻帶能量指標；選擇0-7fp頻帶范圍內頻率成分幅值的累積總和，給出功率譜頻帶能量指標的數學定義如下式3： 無量綱監測指標： 根據刀具破損前后功率譜頻率成分幅值大小及分布，定義了兩個對刀具破損敏感而不受工況參數干擾的無量綱監測指標； 根據刀具破損前后振動信號功率譜頻率成分幅值大小相對變化，給出無量綱指標—幅值比的數學定義如下式4： 其中，Amppsdfp為刀齒通過頻率基頻幅值，Amppsd2fp為刀齒通過頻率2倍頻幅值； 根據刀具破損前后振動信號功率譜頻率成分組成和分布相對變化，給出無量綱指標—能量比的數學定義如下式5： 其中，為振動信號功率譜低頻帶能量，為刀振動信號功率譜高頻帶能量。

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