CN111880475A - 用于数控机床的防撞机控制方法、控制系统及数控机床 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于数控机床的防撞机控制方法、控制系统及数控机床，适用于控制技术领域，能够有效地防止撞机事件的发生。该方法包括：在所述数控机床工作时，获取多个所述数控机床的主轴的振动数据；基于多个所述振动数据，计算所述振动数据的目标参数；若所述目标参数大于训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成控制信息，所述控制信息用于控制所述数控机床停止工作。

Description

用于数控机床的防撞机控制方法、控制系统及数控机床

技术领域

本申请属于控制技术领域，尤其涉及一种用于数控机床的防撞机控制方法、控制系统、数控机床及存储介质。

背景技术

随着计算机及其软硬件技术的飞速发展，数控系统的硬件平台趋于一致化，经典的应用便是制造领域的重要设备数控机床。在利用数控机床进行日常加工生产过程中，由于人工误操作、加工程序BUG、装夹误差、夹具松动等各种原因，工件、夹具、刀具以及机床部件之间极易产生撞机事故。为此，现有主要通过计算机辅助制造(Computer AidedManufacturing，CAM)软件的离线撞机检测手段来检测撞机情况。

然而，由于数控机床加工速度快、工艺复杂，且撞机事件发生的突发性，通过现有的离线撞机检测手段，设定加工运行范围或报警阈值的方法，并不能有效地防止撞机事件的发生，对机床无法起到很好的保护效果。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于数控机床的防撞机控制方法、控制系统、数控机床及存储介质，以解决现有撞机检测手段不能有效地防止撞机事件的发生的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种用于数控机床的防撞机控制方法，包括：

在所述数控机床工作时，获取多个所述数控机床的主轴的振动数据；

基于多个所述振动数据，计算所述振动数据的目标参数；

若所述目标参数大于训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成控制信息，所述控制信息用于控制所述数控机床停止工作。

采用本申请提供的数控机床的防撞机控制方法，在数控机床工作过程中，获取数控机床的主轴的振动数据，并计算得到振动数据的目标参数，并将得到的目标参数与训练后的阈值模型中的参数阈值进行比较，以便于根据比较结果判断是否应该生成控制信息，若所述目标参数大于训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成用于控制所述数控机床停止工作的控制信息，通过与振动数据对应的控制信息控制数控机床的停止运行，从而有效地防止撞机事件的发生，对数控机床起到很好的保护效果。

可选的，所述目标参数包括第一目标参数和第二目标参数，所述参数阈值包括第一参数阈值和第二参数阈值；

若所述目标参数满足训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成控制信息，包括：

若所述第一目标参数大于所述第一参数阈值，且所述第二目标参数大于所述第二参数阈值，则生成所述控制信息。

可选的，所述基于多个所述振动数据，计算所述振动数据的目标参数，包括：

基于多个所述振动数据，计算所述振动数据的振动速度均方根值，将所述均方根值作为所述第一目标参数；

基于多个所述振动数据，计算每个所述振动数据的振动频率对应的功率值，将所述功率值作为所述第二目标参数。

可选的，所述参数阈值包括参考均方根值和多个参考功率值，其中，所述参考均方根值作为所述第一参考阈值，所述参考功率值作为所述第二参考阈值。

可选的，所述若所述目标参数大于训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成控制信息之前，包括：

获取多个目标振动数据；

基于多个所述目标振动数据，计算得到第一更新参数和第二更新参数；

当所述第一更新参数大于参考阈值组中所述第一参考阈值时，利用所述第一更新参数更新所述第一参考阈值；

当所述第二更新参数大于所述参考阈值组中所述第二参考阈值时，利用所述第二更新参数更新所述第二参考阈值；

当学习的时间长度满足预设条件时，停止更新所述参考阈值组中的所述第一参考阈值和所述第二参考阈值；

当学习的时间长度不满足预设条件时，返回执行获取多个目标振动数据的步骤。

可选的，所述获取多个目标训练数据，包括：

获取多个样本振动数据；

对多个样本振动数据进行预处理，得到多个所述目标振动数据。

可选的，所述当学习的时间长度满足预设条件时，停止更新参考阈值组中的所述第一参考阈值和所述第二参考阈值之后，还包括：

设定每个第一参考阈值和每个第二参考阈值的灵敏度系数；

根据所述第一参考阈值、所述第二参考阈值以及灵敏度系数，建立所述阈值模型。

第二方面，本申请实施例提供了一种控制系统，包括：振动监测组件、存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的数控机床的防撞机控制方法。

第三方面，本申请实施例提供了一种数控机床，包括所述控制系统，所述控制系统用于实现所述的数控机床的防撞机控制方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现数控机床的防撞机控制方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在监测处理设备上运行时，使得监测处理设备执行上述第一方面中任一项所述的数控机床的防撞机控制方法。

可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的数控机床的防撞机控制方法的应用硬件系统组成图。

图2是本申请一实施例提供的数控机床的防撞机控制方法的流程示意图。

图3是本申请一实施例提供的学习更新参考阈值组的方法的流程示意图。

图4是本申请一实施例提供的防撞机控制系统的结构示意图。

图5是本申请一实施例提供的控制系统的结构示意图。

图6是本申请一实施例提供的数控机床的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

请参见图1，图1为本申请实施例中提供的数控机床的防撞机控制方法的应用硬件系统组成图。如图1所示，应用硬件系统包括振动监测组件、处理器、数控机床，数控机床还包括主轴、控制组件。其中，振动监测组件用于监测主轴的振动情况，获取振动数据，处理器用于对振动数据进行处理，确定主轴是否振动异常，振动异常时生成控制信息发送至控制组件；控制组件，用于根据处理器发送的控制信息，控制数控机床停止工作。

参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种用于数控机床的防撞机控制方法的实现流程图。本实施例中，用于数控机床的防撞机控制方法用于在数控机床运行过程中对数控机床出现异常振动时，及时控制数控机床停止运行，以防止撞机事件的发生，其执行主体为控制系统。

如图2所示的用于数控机床的防撞机控制方法包括以下步骤：

S101：在数控机床工作时，获取多个数控机床的主轴的振动数据。

在步骤S101中，振动数据用于描述数控机床的运行状态，是为通过振动监测组件采集的数控机床在运行过程中产生的振动数据。例如，一个数控机床在运行过程中，必然产生一定的振动，通过振动监测组件采集相应的振动数据，即可获知在该时间段内数控机床的运行情况，如数控机床中的加工程序突然出现异常，导致数控机床运行出现异常振动时，即可通过获取的该振动数据来体现。

需要说明的是，在检测获取数控机床运行过程的振动数据前，需预先配置用于检测振动数控机床的振动数据的控制系统，控制系统包括振动监测组件、处理器和存储器，再对处于运行状态的数控机床进行检测。例如，预先调整振动监测组件与数控机床之间的距离，或是将振动监测组件配置与数控机床的某一部位，如数控机床的主轴末端，以便于更好地监测得到数控机床的振动数据。另外，还将控制系统的处理器与数控机床的控制组件连接，以便于控制系统后续将对围绕振动数据的处理结果发送返回至数控机床，指示数控机床的运行。

在本实施例中，在数控机床工作时，获取多个数控机床的主轴的振动数据，由于振动数据能够用于描述数控机床的运行状态，且数控机床的主轴是数控机床的核心部件，数控机床的其它工作部件的振动情况会传输至主轴，在主轴上进行集中反映，因此基于对数控机床的主轴振动数据地处理分析，可以准确地获知数控机床的运行状态，从而为更好地防护数控机床，例如，振动数据异常时，即表示数控机床将要发生撞击事件，通过处理分析该振动数据，即可获知数控机床的该情况。故此，在本申请的所有实施例中，获取数控机床振动数据，即是获取数控机床运行过程的状态信息。另外，本申请的所有实施例中，振动数据均是经模数转换器转换得到的振动数据

至于何时获取多个主轴的振动数据，可以包括但不仅限于以下两个场景。

场景1：当检测到数控机床开始运行时，即开始通过控制系统获取多个主轴的振动数据，可以有效地避免存在撞机风险的数控机床投入到日常生产过程中。

例如，数控机床上电时，即通过控制系统响应运行获取数控机床的主轴的振动数据。

场景2：当检测到数控机床开始对目标产品的加工时，即开始通过振动监测组件控制系统获取数控机床的主轴的振动数据，可以有效地监测加工目标产品时，数控机床的振动剧烈情况。

例如，数控机床开始加工一个目标零件时，即通过控制系统响应运行获取数控机床的主轴的振动数据。

应当理解的是，在实际应用中，由于数控机床是持续运行以完成分配的工作任务，因此，只要数控机床还处于运行状态，则需要通过控制系统获取数控机床的振动数据，以便于实时地获知数控机床运行状态。控制系统获取的振动数据，可以是采集到振动数据后预先存储在控制系统的存储区中的振动数据，还可以是采集到振动数据后，预先存储至数控机床的存储区中的振动数据。

S102：基于多个振动数据，计算振动数据的目标参数。

在步骤S102中，目标参数用于描述在采集得到振动数据的时间段内数控机床的运行情况。

例如，控制系统获取5个数控机床的振动数据，利用频域算法计算得到该5个振动数据的振动速度有效值为9.98mm/s。另，还利用傅里叶变换算法计算得到该5个振动数据的功率谱，通过功率谱来描述多个振动数据的振动信号功率在频域的分布状况，即通过功率谱可以获知每个振动数据的振动频率对应的功率值，例如，一个振动数据的信号功率600HZ对应的功率值为35db。

S103：若目标参数大于训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成控制信息，控制信息用于控制数控机床停止工作。

在步骤S103中，阈值模型为基于样本振动数据对初始阈值模型训练得到的模型。阈值模型中的参考阈值用于描述数控机床的正常运行情况。

控制信息用于描述当数控机床当前振动异常情况，需控制数控机床停止工作的信息。

可以理解的是，为了便于与不同的目标参数进行比较，训练后的阈值模型中包括多个参考阈值。例如，阈值模型中包括一个或多个均方根阈值、一个或多个功率值。

采用本申请提供的数控机床的防撞机控制方法，在数控机床工作过程中，获取数控机床的主轴的振动数据，并计算得到振动数据的目标参数，并将得到的目标参数与训练后的阈值模型中的参数阈值进行比较，以便于根据比较结果判断是否应该生成控制信息，若目标参数大于训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成用于控制数控机床停止工作的控制信息，通过与振动数据对应的控制信息控制数控机床的停止运行，从而有效地防止撞机事件的发生，对数控机床起到很好的保护效果。

在本申请一些实施例中，目标参数包括第一目标参数和第二目标参数，参数阈值包括第一参数阈值和第二参数阈值。

在本申请一些实施例中，训练后的阈值模型中的参数阈值包括参考均方根值和多个参考功率值，其中，参考均方根值作为第一参考阈值，参考功率值作为第二参考阈值。

在本申请一实施例中，若目标参数满足训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成控制信息，包括：

若第一目标参数大于第一参数阈值，且第二目标参数大于第二参数阈值，则生成控制信息。

在本实施例中，第一目标参数用于描述在采集得到振动数据的时间段内数控机床的振动幅度情况。第二目标参数用于描述每个振动数据包括的振动信号频率与振动信号功率之间的关系，在采集到多个振动数据的振动信号功率在频域的分布状况。

第一参考阈值用于描述数控机床正常运行时的最大振动幅度情况。第二参考阈值用于描述数控机床正常运行时产生的振动信号功率在频域的分布状况。

本实施例中将第一目标参数与第一参考阈值进行比对，可以获知处于数控机床在运行过程中产生的振动是否异常，若第一目标参数小于或等于第一参考阈值，则表示数控机床在运行过程中产生的振动正常。例如第一目标参数和第一参考阈值为振动速度均方根值，先基于多个振动数据计算得到的第一目标参数为9.89mm/s，而第一参考阈值为9.90mm/s，第一目标参数小于第一参考阈值，即表示当前数控机床在采集得到该多个振动数据的时间段内不存在异常振动。

反之，若第一目标参数大于第一参考阈值，表示数控机床在运行过程中存在异常振动，则需进一步地将第二目标参数与第二参考阈值进行比较，以确定多个振动数据分别对应第二目标参数中是否存在至少一个第二目标参数大于对应的第二参考阈值，从而确定该第二目标参数对应振动数据是否为异常数据，即振动数据对应的振动信号功率是否异常，如果是异常数据，则表明采集得到该振动数据的期间，数控机床振动异常，例如数控机床上的夹具松动造成数控机床振动异常，可能出现撞机事件，需要进行撞机告警提醒，生产控制信息，进而基于该控制信息指示停止数控机床进行检查，以避免数控机床的损坏，或以将损失控制在最低限度。

在本申请一实施例中，存在一种可能的场景是，抽查性地获取数控机床的振动数据进行检查，或持续性地获取数控机床的振动数据，以确定数控机床是否出现异常振动的成本较高，且不便于分析得到完整的数控机床的运行情况。

故，在数控机床工作时，获取多个数控机床的主轴的振动数据，包括：按预设周期获取数控机床的主轴的振动数据。

在本实施中，预设周期为获取多个振动数据的间隔时间段。例如，每20ms获取200个振动数据。

可以理解的是，按预设周期获取多个振动数据，可以是从控制系统的存储区中获取预先采集并存储振动数据，还可以是从数控机床的存储区中获取预先采集并存储振动数据，还可以是从外挂存储区中获取预先采集并存储振动数据。

在本申请一实施例中，基于多个振动数据，计算得到目标参数组，包括：

基于多个振动数据，计算得到多个振动数据的振动均方根值，将均方根值作为第一目标参数；

基于多个振动数据中的每个振动数据，计算得到每个振动数据的振动频率对应的功率值，将功率值作为第二目标参数。

在本实施中，振动均方根值用于描述采集得到多个振动数据的时间段内数控机床的振动幅度情况，可基于频域算法或时域算法计算得到振动均方根值。

功率值用于描述振动信号的强度。本实施例中，基于多个振动数据，利用现有的功率谱计算方式，得到描述多个振动数据对应的振动信号功率在频域中的分布状况，进而基于每个振动信号的频率获得对应的信号功率值。例如，基于计算得到的多个振动数据的功率谱，获知振动频率为50Hz的振动信号的功率值为15dB/Hz，振动频率为100Hz的振动信号的功率值为35dB/Hz。

在一些实施例中，基于多个振动数据，计算得到多个振动数据的振动峰峰值，将均方根值作为第一目标参数。

在一些实施例中，基于多个振动数据，计算得到多个振动数据的振动单峰值，将均方根值作为第一目标参数。

在本申请一实施例中，参考阈值组包括参考均方根值和多个与振动频率对应的参考功率值，其中，参考均方根值作为第一参考阈值，多个参考功率值作为第二参考阈值。

在本实施例中，参考均方根值用于描述数控机床正常运行的最大均方根值。例如，数控机床正常运行产生的最大振动对应的均方根值为9.80mm/s，当数控机床运行过程中产生的振动对应的均方根值大于该均方根值9.80mm/s时，则表示数控机床运行异常。

参考功率值用于描述描述数控机床正常运行时产生的振动信号的强度。

在一些实施例中，参考阈值组中的多个参考功率值分别对应每个振动频率区间内最大的参考功率值。例如，将0～1024Hz的振动频率区间等分成64份的小区间，每个参考功率值对应为每个小区间的最大参考功率值。

在本申请一实施例中，若至少一个第一目标参数大于训练后的阈值模型中的参考阈值中对应的第一参考阈值，且至少一个第二目标参数大于训练后的阈值模型中的参考阈值中对应的第二参考阈值，则生成控制信息，包括：

若均方根值大于参考阈值中参考均方根值，且多个功率值中存在至少一个功率值大于参考阈值中对应的参考功率值，则生成控制信息。

在本实施中，当基于多个振动数据计算得到的均方根值大于参考均方根值时，进一步地确定多个振动数据分别对应的功率值是否存在一个功率值大于对应的参考功率值。具体地，根据每个振动数据对应的功率值的振动频率，从训练后的阈值模型中的参考阈值中确定对应振动频率的参考功率值，再将每个振动数据对应的功率值与对应振动频率参考功率值进行比较，确定功率值是否大于参考功率值。

示例的，基于多个振动数据计算得到的均方根值为9.5mm/s，而参考阈值组中的参考均方根值为9.3mm/s，即均方根值大于参考均方根值。进一步地确定多个振动数据的每个振动数据对应的功率值中是否存在一个功率值大于参考阈值组中对应的参考功率值，例如，存在与4个振动数据A、B、C、D分别对应的功率值为35dB/Hz、25dB/Hz、30dB/Hz、15dB/Hz，对应的振动频率分别为100Hz、90Hz、80Hz、70Hz，而参考阈值组中对应该4个振动频率的参考功率值分别为36dB/Hz、30dB/Hz、28dB/Hz、20dB/Hz，即确定振动频率8Hz对应的功率值30dB/Hz大于其对应频率的参考功率值28dB/Hz，从而确定在数控机床运行过程中采集到的该功率值对应的振动数据为异常振动数据，数控机床在运行过程中出现异常振动，需生成控制信息，以指示停止数控机床的运行。

在一些实施例中，根据每个振动数据对应的功率值的振动频率，确定参考阈值组中包括该振动频率的振动频率区间的参考功率值，再将每个振动数据对应的功率值与对应振动频率参考功率值进行比较，确定功率值是否大于参考功率值。

示例的，一个振动数据对应的功率值35dB/Hz对应的振动频率为100Hz，基于该振动频率确定参考阈值中包括该振动频率的振动频率区间为95Hz～110Hz，且该振动频率区间对应的参考功率值为36dB/Hz，将功率值35dB/Hz与参考功率值36dB/Hz进行比较，确定功率值小于参考功率值，即无需生成控制信息。

参见图3，在本申请一实施例中提供了一种数控机床的防撞机控制方法，主要涉及获得阈值模型的训练过程。该方法包括：

S201：获取多个目标振动数据。

在步骤S201中，目标振动数据为描述数控机床正常运行的振动数据。该目标振动数据为正常运行时，通过控制系统采集的用于描述数控机床振动情况的数据。

S202：基于多个目标振动数据，计算得到第一更新参数和第二更新参数。

在步骤S201中，第一更新参数用于描述在采集得到多个目标振动数据的时间段内数控机床的振动幅度情况。第二更新参数用于描述每个振动数据包括的振动信号频率与振动信号功率之间的关系，在采集到多个目标振动数据的振动信号功率在频域的分布状况。

S203：当第一更新参数大于参考阈值组中第一参考阈值时，利用第一更新参数更新第一参考阈值；当第二更新参数大于参考阈值组中第二参考阈值时，利用第二更新参数更新第二参考阈值。

在步骤S203中，参考阈值组为初始参考阈值组，第一参考阈值和第二参考阈值被初始化，默认为一个预设的值，如均为0。

示例的，第一更新参数为均方根值，为8.0mm/s，初始参考阈值组中的第一参考阈值为0mm/s，因第一更新参数大于第一参考阈值，即利用第一更新参数8.0mm/s更新第一参考阈值0mm/s，即更新后第一参考阈值为8mm/s，以此类推，只要第一更新参数大于第一参考阈值，则利用该第一更新参数更新第一参考阈值。

S204：当学习的时间长度满足预设条件时，停止更新参考阈值组中的第一参考阈值和第二参考阈值；当学习的时间长度不满足预设条件时，返回执行获取多个目标振动数据的步骤。

在步骤S204中，时间长度为当前对参考阈值组进行学习更新的累加消耗的时间长度。例如，第一次对参考阈值组进行更新消耗的时间为20ms，第二次对参考阈值组进行更新消耗的时间也是20ms，则累加消耗的时间长度为40ms。

预设条件为当前对参考阈值组进行更新的累加消耗的时间长度等于根据需求设定的对参考阈值组进行更新的目标时间长度。

示例的，目标时间长度为2天，当前对参考阈值组进行学习更新的累加消耗的时间长度为1天，因学习的时间长度小于目标时间长度，则返回执行获取多个目标振动数据，以便于再次确认是否需要对参考阈值组中数值进行更新。

在本申请一实施例中，若目标参数大于训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成控制信息之前，包括：

获取多个目标振动数据；

基于多个目标振动数据，计算得到多个目标振动数据的更新参数组；更新参数组包括至少一个均方根值和多个振动数据的振动频率对应的功率值；

当更新参数组中的均方根值大于参考阈值组中的对应的参考均方根值时，利用该均方根值更新参考均方根值；

当更新参数组中一个振动数据的振动频率对应的功率值大于参考阈值组中的对应的与振动频率对应的参考功率值时，利用该功率值更新与振动频率对应的参考功率值；

当学习的时间长度不满足预设条件时，返回执行获取多个目标振动数据的步骤；

当学习的时间长度满足预设条件时，停止更新参考阈值组中的参考均方根值和多个与振动频率对应的参考功率值。

在一些实施例中，按预设周期获取多个目标振动数据。例如，每20ms获取200个目标振动数据。

在本申请一实施例中，获取多个目标训练数据，包括：

获取多个样本振动数据；

对多个样本振动数据进行预处理，得到多个目标振动数据。

在本实施例中，在数控机床正常运行时，通过控制系统获取多个振动数据后，为了筛除掉处于非目标频率段的振动数据，对多个振动数据进行预处理，例如，对获取的多个样本振动数据进行高通滤波处理，滤除掉10Hz以下的低频振动数据，得到多个目标振动数据，如得到高于10Hz的中频振动数据或高频振动数据。

在一些实施例中，按照预设周期获取多个样本振动数据，并对多个样本振动数据进行预处理，得到多个目标振动数据。

在本申请一实施例中，为了提高基于参考阈值组的容错能力，减小异常振动的虚报率，当当学习的时间长度满足预设条件时，停止更新参考阈值组中的第一参考阈值和第二参考阈值之后，还包括：

设定每个第一参考阈值和每个第二参考阈值的灵敏度系数；

根据第一参考阈值、第二参考阈值以及灵敏度系数，建立阈值模型。

示例的，设定停止更新参考阈值组中的每个第一参考阈值和每个第二参考阈值的灵敏度系数为2，即每个第一参考阈值和每个第二参考阈值均乘以一个固定的系数。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例的数控机床的防撞机控制方法，图4示出了本申请实施例提供的防撞机控制系统的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。

参照图4，该系统100包括：获取模块101、计算模块102、生成模块103。

获取模块101，用于在数控机床工作时，获取多个数控机床的主轴的振动数据；

计算模块102，用于基于多个振动数据，计算振动数据的目标参数；

生成模块103，用于若目标参数大于训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成控制信息，控制信息用于控制数控机床停止工作。

可选的，目标参数包括第一目标参数和第二目标参数，参数阈值包括第一参数阈值和第二参数阈值；

生成模块103，还用于若第一目标参数大于第一参数阈值，且第二目标参数大于第二参数阈值，则生成控制信息。

可选的，计算模块102包括第一计算单元、第二计算单元。

第一计算单元，用于基于多个振动数据，计算振动数据的振动速度均方根值，将均方根值作为第一目标参数；

第二计算单元，用于基于多个振动数据，计算每个振动数据的振动频率对应的功率值，将功率值作为第二目标参数。

可选的，参数阈值包括参考均方根值和多个参考功率值，其中，参考均方根值作为第一参考阈值，参考功率值作为第二参考阈值。

可选的，该系统还包括更新模块、停止模块。

获取模块101，用于获取多个目标振动数据；

计算模块102，还用于基于多个目标振动数据，计算得到多个目标振动数据的更新参数组；更新参数组包括至少一个第一更新参数和多个第二更新参数；

更新模块，用于当第一更新参数大于参考阈值组中第一参考阈值时，利用第一更新参数更新第一参考阈值；当第二更新参数大于参考阈值组中第二参考阈值时，利用第二更新参数更新第二参考阈值；

停止模块，用于当学习的时间长度满足预设条件时，停止更新参考阈值组中的第一参考阈值和第二参考阈值；

当学习的时间长度不满足预设条件时，返回执行获取多个目标振动数据的步骤。

可选的，该系统还包括预处理模块。

获取模块101，还用于获取多个样本振动数据；

预处理模块，用于对多个样本振动数据进行预处理，得到多个目标振动数据。

可选的，该系统还包括设定模块、建立模块。

设定模块，用于设定每个第一参考阈值和每个第二参考阈值的灵敏度系数；

建立模块，用于根据第一参考阈值、第二参考阈值以及灵敏度系数，建立阈值模型。

图5为本申请一实施例提供的控制系统的结构示意图。如图5所示，该实施例的控制系统4包括：至少一个振动监测组件43、至少一个处理器40(图4中仅示出一个处理器)、存储器41以及存储在存储器41中并可在至少一个处理器40上运行的计算机程序42，处理器40执行计算机程序42时实现上述任意各个用于数控机床的防撞机控制方法实施例中的步骤。

该控制系统4可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是控制系统4的举例，并不构成对控制系统4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。

处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器40还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器41在一些实施例中可以是控制系统4的内部存储单元，例如控制系统4的硬盘或内存。存储器41在另一些实施例中也可以是控制系统4的外部存储设备，例如控制系统4中配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器41还可以既包括控制系统4的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器41用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

如图6所示，本申请实施例还提供了一种数控机床，包括控制系统，控制系统用于实现上述各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在监测处理设备上运行时，使得监测处理设备执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/监测处理设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于数控机床的防撞机控制方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述数控机床工作时，获取多个所述数控机床的主轴的振动数据；

基于多个所述振动数据，计算所述振动数据的目标参数；

若所述目标参数大于训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成控制信息，所述控制信息用于控制所述数控机床停止工作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标参数包括第一目标参数和第二目标参数，所述参数阈值包括第一参数阈值和第二参数阈值；

若所述目标参数满足训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成控制信息，包括：

若所述第一目标参数大于所述第一参数阈值，且所述第二目标参数大于所述第二参数阈值，则生成所述控制信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于多个所述振动数据，计算所述振动数据的目标参数，包括：

基于多个所述振动数据，计算所述振动数据的振动速度均方根值，将所述均方根值作为所述第一目标参数；

基于多个所述振动数据，计算每个所述振动数据的振动频率对应的功率值，将所述功率值作为所述第二目标参数。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数阈值包括参考均方根值和多个参考功率值，其中，所述参考均方根值作为所述第一参考阈值，所述参考功率值作为所述第二参考阈值。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述若所述目标参数大于训练后的阈值模型中的参数阈值，则生成控制信息之前，包括：

获取多个目标振动数据；

基于多个所述目标振动数据，计算得到第一更新参数和第二更新参数；

当所述第一更新参数大于参考阈值组中所述第一参考阈值时，利用所述第一更新参数更新所述第一参考阈值；

当所述第二更新参数大于所述参考阈值组中所述第二参考阈值时，利用所述第二更新参数更新所述第二参考阈值；

当学习的时间长度满足预设条件时，停止更新所述参考阈值组中的所述第一参考阈值和所述第二参考阈值；

当学习的时间长度不满足预设条件时，返回执行获取多个目标振动数据的步骤。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取多个目标训练数据，包括：

获取多个样本振动数据；

对多个样本振动数据进行预处理，得到多个所述目标振动数据。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当学习的时间长度满足预设条件时，停止更新所述参考阈值组中的所述第一参考阈值和所述第二参考阈值之后，还包括：

设定每个第一参考阈值和每个第二参考阈值的灵敏度系数；

根据所述第一参考阈值、所述第二参考阈值以及灵敏度系数，建立所述阈值模型。

8.一种控制系统，其特征在于，包括振动监测组件、存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

9.一种数控机床，其特征在于，包括如权利要求8所述的控制系统，所述控制系统用于实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

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