隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展，數(shù)控機床傳感器的自動化程度和生產(chǎn)效率也有了很大的提高。使用少量的機床，通過人工檢查可以快速發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)故障。適用于柔性制造系統(tǒng)、CIMS、無人值守工廠等。因此，有必要解決刀具損傷的在線實時監(jiān)控問題。如果機床的刀具磨損或斷裂，未加工或加工不完全的工件將流入下一道工序，可能對后續(xù)設(shè)備造成二次損壞。嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、維修成本和維修周期。
目前，工業(yè)上檢測刀具損傷的方案很多，但基于線性位移傳感器和LVDT位移傳感器的直接測量方法，以及基于激光位移傳感器、超聲波位移傳感器和相關(guān)傳感器的間接測量方法是主流。由于接觸測量，直線位移傳感器和LVDT位移傳感器固定在機床加工區(qū)域的某個位置。在加工操作過程中，刀具首先快速移動到傳感器的前面，然后減速向前移動一小段時間。如果傳感器發(fā)出信號，并且信號在系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)，則刀具正常。如果傳感器采集的信號偏離預(yù)設(shè)值，說明工具破損或磨損嚴重，設(shè)備將停止工作，等待維修。
激光位移傳感器、超聲波位移傳感器和相關(guān)傳感器是非接觸式的，因此刀具在加工過程中可以快速移動到傳感器的檢測區(qū)域。如果傳感器反饋信號在正常范圍內(nèi)，則工具正常。如果反饋信號異常，說明工具損壞或磨損嚴重。非接觸測量方法不需要減速操作，因此工作效率較高。然而，工業(yè)領(lǐng)域的光、電、水、油、灰塵等因素復(fù)雜，非接觸式位移傳感器的性能受到嚴重限制。以光電位移傳感器為例，如果受到機械設(shè)備冷卻液和油霧的影響，傳感器的測量精度和可靠性會大大降低，容易導(dǎo)致誤報警或功能失效。如果傳感器安裝在遠離加工區(qū)域的地方，這種故障可以有效避免，但會增加設(shè)計難度，降低工作效率。
綜合考慮，基于線性位移傳感器和LVDT位移傳感器的直接測量方法具有較高的穩(wěn)定性和適用性，在自動化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。刀具損傷程度的快速確定和實時在線控制不僅是保證生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)，也是延長設(shè)備壽命和降低設(shè)備維護成本的關(guān)鍵因素。