參考文獻：馬瑋. 刀具監控在數控機床及加工中的應用,航空精密制造技術,2019

  高速電主軸是數控機床核心部件，據統計電主軸損壞的原因中66%是軸承損壞，而造成軸承損壞的主要原因是加工過程中刀具出現了異常狀態，如刀具破損、磨損。

  為了防止刀具異常造成的軸承損壞，現代數控機床常采用主軸溫度和主軸功率超過閾值時報警停機的方式，該方式在一定程度上保護了軸承。但是實際情況上，由于考慮了被加工結構件特性和工藝的差異，報警閾值往往設置的比較大，當刀具出現磨損破損非常嚴重的情況時，刀具處于在沒有切削刃的狀態下切削，高速旋轉下的軸承由于受到刀具非常大的擠壓力，軸承溫度會迅速升高，由于主軸的功率和軸承溫度還沒有達到極限值時，繼續升高的溫度對主軸的軸承產生非常大的損傷，直接影響主軸軸承的使用壽命。

  在沒有安裝智能刀具監控系統的機床中，切削異常情況下電主軸溫度和力矩變化如下圖存在：

     當T _溫度＜T _堵轉時，主軸溫度報警將首先觸發。

    當T 溫度＞T 堵轉時，主軸堵轉報警將首先觸發。

      當溫度超過T _溫度或者T _堵轉時，持續時間超過 1s，主軸溫度將在極短時間內迅速升高，導致軸承使用壽命降低，嚴重時損壞軸承。

   如何在刀具異常后，在軸承溫度上升到會對主軸的軸承造成大的損傷之前，及時報警停機，這就是智能刀具監控系統要完成的功能。

   在安裝了智能刀具監控系統的數控機床中，智能刀具監控系統對主軸的功率進行實時的監控，通過加工2-3件零件，系統智能生成刀具破損/磨損曲線，當刀具出現磨損時，通過刀具監控系統的的反饋信號控制機床報警并停止加工，保證主軸的安全。智能學習后得到的刀具破損/磨損曲線的上限值小于引起主軸軸承損壞的功率值，當刀具磨損或破損時，切削功率突變，迅速升高，當短時間內達到所設置的功率閥值時，機床報警并停機。因此，通過使用智能刀具監控系統對主軸的功率進行實時監控，能有效降低主軸軸承的損壞。

   同時為了避免切削余量不均勻、機床性能及被加工結構件的加工特性差異等原因造成誤停機，智能刀具監控系統可提供靈活設置功率閥值的功能。

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