由于切削力与切削过程的动态特性直接关联,所以,切削力监测往往作为刀具状态监测的一个重要技术,由此开展金属切削行为和检测加工异常状态方面的研究,如刀具磨损、断裂、颤振和机械故障等。
切削力监测可分为直接监测和间接监测。直接监测一般采用基于压电效应的测力计,也有采用基于表面声波的被动式应变测力器和基于铁磁材料磁致伸缩逆效应的测力器。使用测力计测得的切削力(见图)信号中含有来自机械夹具动态不均匀、刀具和环境的噪声,必须进行在线误差补偿。
间接监测指采用其他信号来近似估计切削力,按照信号来源又可分为外部传感器和内部传感器。基于外部传感器的方法使用安装在主轴上的电容、电感或电涡流传感器测试由切削力引发的位移变化来估计切削力。基于内部传感器的方法主要使用进给驱动电动机或主轴电动机的电枢电流来估计切削力。