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    加工監控系統及方法技術方案

    技術編號:14866941 閱讀:180 留言:0更新日期:2017-03-20 22:52
    本發明專利技術公開了一種加工監控系統及方法,該系統包括控制器數據存取接口、異常辨識模塊、虛擬切削模塊及加工信息管理模塊;由控制器數據存取接口取得一控制器的加工參數;由異常辨識模塊進行異常特征辨識以判斷是否發生異常;由加工信息管理模塊比對數據庫中是否存在成功回避異常的加工參數;由加工信息管理模塊檢查數據庫是否有相近的加工信息,且該加工信息是否大于一門坎值,并產生多組優化加工參數;由加工信息管理模塊檢查數據庫中失敗的加工參數,與前述多組優化參數進行比對,將無效的優化參數移除;再由異常辨識模塊從優化參數中選擇一組進行異常回避。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術涉及一種加工監控系統及方法,特別是一種用于產生加工信息與管理監控工具機加工信息的系統及方法。
    技術介紹
    普通的工具機智能化設備的目的在于抑制、回避或阻止加工異常的發生,進而提升加工過程的穩定性。為此,工具機智能化設備多會搭載傳感器,監測加工過程的各種信息,并且事先規劃異常對策,當監測異常發生時會自動根據對策行動。舉例而言,一美國專利揭露一種加工振動回避裝置,通過傳感器測量加工機主軸的振動信號,辨識振動信號是否為再生型顫振,若是則將主軸轉速切換為優化轉速,達成顫振回避的目的。然而,在異常發生時,雖然單純的監測、辨識與控制能縮短異常作用時間,降低異常的影響,但仍無法完全回避異常的發生。因此有人提出以人工智能技術,例如類神經網絡(neuralnetwork),以大量的加工信息訓練人工智能,讓人工智能判斷加工信號是否將會產生異常,達成在異常發生前就先行回避的方法。例如一歐洲專利揭露利用傳感器的信號訓練類神經網絡,如果類似的異常可能發生,類神經網絡就能分析異常征兆,達到事前回避的效果。只不過,利用僅包括單純的傳感器信號的加工信息訓練類神經網絡存在信息不足的缺陷。舉例而言,傳感器對重度切削的加工條件會反應出振幅較大的振動信號,但輕度切削的異常加工過程也可能有類似的振動信號。所以若使用傳感器卻沒有搭配實際的加工條件,將不會有充裕的信息,導致所訓練的人工智能效能有限。因此,如何能有一種可擷取實際的加工條件,并且將加工條件及其他相關信息加入至加工信息內,以完整的加工信息訓練人工智能,以增進異常辨識的正確性,實為當前重要課題之一。
    技術實現思路
    在一實施例中,本專利技術提出一種加工監控系統,其包括一控制器數據存取接口、一異常辨識模塊、一虛擬切削模塊及一加工信息管理模塊;控制器數據存取接口用于取得一控制器的加工參數,控制器耦接一工具機;異常辨識模塊與控制器數據存取接口耦接,異常辨識模塊通過控制器數據存取接口獲得控制器的加工參數以及存儲加工參數的變化;虛擬切削模塊與控制器數據存取接口耦接,虛擬切削模塊通過分析加工參數而仿真工具機的加工過程;加工信息管理模塊與控制器數據存取接口、異常辨識模塊及虛擬切削模塊耦接,加工信息管理模塊用于收集各時間點的加工信息。在另一實施例中,本專利技術提出一種加工監控方法,包括:(a)由一控制器數據存取接口取得一控制器的加工信息,控制器與一工具機耦接;(b)由一異常辨識模塊根據加工信息進行異常特征辨識,以判斷是否發生異常;若否,則將加工信息視為成功回避異常的加工信息存儲至一數據庫,而后返回步驟(a);若是,則進入步驟(c);(c)由一加工信息管理模塊比對數據庫中是否存在成功回避異常的加工信息;若是,則由異常辨識模塊根據已存在的成功回避異常的加工信息進行異常回避,而后返回步驟(a);若否,則進入步驟(d);(d)由加工信息管理模塊檢查數據庫是否有足夠的相近的加工信息;若否,則由異常辨識模塊根據步驟(b)的異常特征辨識的結果,產生多組優化加工參數,而后進入步驟(e);若是,則由異常辨識模塊以所檢查到的相近的加工信息產生多組優化加工參數,而后進入步驟(e);(e)由加工信息管理模塊檢查數據庫中的回避異常失敗的加工信息,并與步驟(d)所產生的多組優化加工參數進行比對,并將無效的優化加工參數移除;以及(f)由異常辨識模塊從步驟(e)所產生的優化加工參數中選擇一組進行異常回避,而后返回步驟(a)。附圖說明圖1為本專利技術的加工監控系統的架構示意圖;圖2為本專利技術的加工監控方法的一實施例流程圖;圖3為本專利技術的加工監控方法另一實施例流程圖;圖4為現有技術的顫振回避過程示意圖;圖5為本專利技術測試實施例的顫振回避過程示意圖。【符號說明】1-加工監控系統2-控制器10-控制器數據存取接口20-異常辨識模塊21-傳感器30-虛擬切削模塊40-加工信息管理模塊41-數據庫具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白,以下結合具體實施例,并參照附圖,對本專利技術作進一步的詳細說明。請參閱圖1所示實施例,本專利技術的加工監控系統1,包括一控制器數據存取接口10、一異常辨識模塊20、一虛擬切削模塊30及一加工信息管理模塊40。控制器數據存取接口10與一控制器2及虛擬切削模塊30、加工信息管理模塊40耦接,控制器2耦接一工具機(圖中未示出)。控制器數據存取接口10是一種軟件通信接口,可通過以太網絡、RS232通信或可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController,PLC)通信取得控制器2的加工參數或將加工參數寫入控制器2。舉例而言,某商用控制器廠商提供函式庫給用戶,用戶即可通過以太網絡與控制器2連線,以訪問控制器2的加工參數,例如坐標、進給、運動軸負載、主軸轉速、主軸負載及警報等相關信息。此外,因為PLC也會記錄加工參數,所以也可以通過讀取或寫入PLC而訪問控制器2的加工信息。此外,控制器數據存取接口10更具有預先讀取部分加工參數的功能,可以提前取得正在排序中的加工參數。異常辨識模塊20與控制器數據存取接口10及加工信息管理模塊40耦接。異常辨識模塊20是一種信號處理單元,可通過控制器數據存取接口10獲得控制器2的加工參數并且存儲加工參數變化的過程,例如主軸負載過程,并且分析過程是否有異常,若有異常則傳出異常數據。在本實施例中,此異常辨識模塊20搭配一傳感器21使用,由異常辨識模塊20分析傳感器21所測量的感測信號,該感測信號是由控制器2驅動后產生,若感測信號發生異常,則會傳出異常信息。需說明的是,由控制器2驅動后產生的感測信號可通過控制器2內預設或擴充的傳感器取得,例如加工主軸與運動軸的負載;或可通過控制器2外的傳感器取得,例如加工振動、加工聲音、感應電流、溫度或其他可量測的物理反應。以顫振辨識為例,異常辨識模塊20通過控制器數據存取接口10取得控制器2上的主軸轉速信息,并且根據主軸轉速及刀具刃數對傳感器21的感測信號(振動信號)進行顫振辨識。若有顫振發生,則根據顫振頻率,以一默認方法(例如,可為轉速選擇法)產生一組優化轉速,再通過控制器數據存取接口10修改主軸轉速的負載率,以達到改變主軸轉速回避顫振的目的。因此,當發生顫振時,異常辨識模塊20會產生包括顫振頻率及優化轉速的異常加工信息。更進一步說明產生顫振回本文檔來自技高網
    ...

    【技術保護點】
    一種加工監控系統,包括:一控制器數據存取接口,用于取得一控制器的加工參數,該控制器耦接一工具機;一異常辨識模塊,與該控制器數據存取接口耦接,該異常辨識模塊通過該控制器數據存取接口獲得該控制器的加工參數以及存儲該加工參數的變化;一虛擬切削模塊,與控制器數據存取接口耦接,該虛擬切削模塊通過分析該加工信息而仿真該工具機的加工過程;以及一加工信息管理模塊,與該控制器數據存取接口、該異常辨識模塊及該虛擬切削模塊耦接,該加工信息管理模塊用于收集各時間點的該加工信息。

    【技術特征摘要】
    2014.09.22 TW 1031326521.一種加工監控系統,包括:
    一控制器數據存取接口,用于取得一控制器的加工參數,該控制器耦
    接一工具機;
    一異常辨識模塊,與該控制器數據存取接口耦接,該異常辨識模塊通
    過該控制器數據存取接口獲得該控制器的加工參數以及存儲該加工參數
    的變化;
    一虛擬切削模塊,與控制器數據存取接口耦接,該虛擬切削模塊通過
    分析該加工信息而仿真該工具機的加工過程;以及
    一加工信息管理模塊,與該控制器數據存取接口、該異常辨識模塊及
    該虛擬切削模塊耦接,該加工信息管理模塊用于收集各時間點的該加工信
    息。
    2.如權利要求1所述的加工監控系統,其特征在于,該控制器與該
    異常辨識模塊間至少設有一傳感器,該傳感器用于測量該工具機的加工過
    程的感測信息。
    3.一種加工監控方法,包括:
    (a)由一控制器數據存取接口取得一控制器的加工參數,該控制器與一
    工具機耦接;
    (b)由一異常辨識模塊根據該加工參數進行一異常特征辨識,以判斷是
    否發生異常;若否,則將該加工參數視為成功回避異常的加工信息并存儲
    至一數據庫,而后返回步驟(a);若是,則進入步驟(c);
    (c)由一加工信息管理模塊比對該數據庫中是否存在成功回避異常的
    加工信息;若是,則由該異常辨識模塊根據已存在的加工信息進行一異常
    回避,而后返回步驟(a);若否,則進入步驟(d);
    (d)由該加工信息管理模塊檢查該數據庫是否有足夠的相近的加工信
    息;若否,則由該異常辨識模塊根據步驟(b)的該異常特征辨識的結果,產
    生多組優化加工參數,而后進入步驟(e);若是,則由該異常辨識模塊以所
    檢查到的相近的加工信息產生多組優化加工參數,而后進入步驟(e);
    (e)由該加工信息管理模塊檢查該數據庫中的回避異常失敗的加工信
    息,并與步驟(d)所產生的多組優化加工參數進行比對,并將無效的優化加
    工參數移除;以及
    (f)由該異常辨識模塊從步驟(e)所產生的優化加工參數中選擇一組進
    行該異常回避,而后返回步驟(a)。
    4.如權利要求3所述的加工監控方法,其特征在于,該加工信息包
    括加工參數、加工條件及異常特征;于步驟(a)時,由該控制器數據存取接
    口或由一傳感器取得該控制器的感測信號,由一虛擬切削模塊計算該工具
    機于當下的加工條件,同時進行一異常辨識,并計算一異常特征。
    5.如權利要求4所述的加工監控方法,其特征在于,該傳感器用于
    測量該控制器制動的感測信號,并且將感測信號...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:林錦德張瑞旻許志源梁碩芃彭達仁羅佐良
    申請(專利權)人:財團法人工業技術研究院
    類型:發明
    國別省市:中國臺灣;71

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