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Research on tool wear prediction across multi-domain based on machine vision

  • 17.12.2025
  • ORIGINAL ARTICLE
Erschienen in:

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Abstract

Diese Studie geht der entscheidenden Herausforderung der Werkzeugverschleißvorhersage im Fräsbetrieb nach, einem anhaltenden Problem, das ungeplante Stillstände und eine verringerte Werkstückqualität verursacht. Die Forschung führt eine vollautomatische On-Machine ToolCondition Monitoring (TCM) -Plattform ein, die die Bildverarbeitung nutzt, um hochauflösende Bilder von Fräswerkzeugen zu erfassen, ohne den Bearbeitungsprozess zu unterbrechen. Ein leichtes YOLOv8-FasterNeXt Instanzsegmentierungsmodell wird eingesetzt, um Verschleißbereiche präzise zu definieren und die maximale Flankenverschleißbreite (VB max) mit hoher Genauigkeit herauszufiltern. Die Studie präsentiert außerdem eine hybride Transformer-CNN-Architektur, die mit dem Grey Wolf-Optimierer für die Sequenz-zu-Sequenz-Verschleißprognose optimiert wurde. Die vorgeschlagene Methode zeigt außergewöhnliche Leistungen sowohl in identischen als auch bereichsübergreifenden Szenarien, darunter Schwankungen bei den Arbeitsbedingungen, Werkstückmaterialien, Werkzeugtypen und Bearbeitungsgeräten. Die Forschungsergebnisse unterstreichen die Überlegenheit des vorgeschlagenen Modells gegenüber den modernsten Basislinien, da es Messgenauigkeiten von unter 5 μm VB max und konstant hohe Vorhersagegenauigkeiten erreicht. Die Studie schließt mit der Betonung des Potenzials der vorgeschlagenen Methode, die Kluft zwischen sofortiger Verschleißbewertung und echter vorausschauender Wartung zu überbrücken und den Weg für effizientere und zuverlässigere Fertigungsprozesse zu ebnen.

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Titel
Research on tool wear prediction across multi-domain based on machine vision
Verfasst von
Saixiyalatu Bao
Bao Chao
Yan Jia
Chaoyong Zhang
Yanding Yang
Publikationsdatum
17.12.2025
Verlag
Springer London
Erschienen in
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology / Ausgabe 3-4/2026
Print ISSN: 0268-3768
Elektronische ISSN: 1433-3015
DOI
https://doi.org/10.1007/s00170-025-17173-4
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