CN112068485A - 一种数控机床故障诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数控机床故障诊断系统，其包括压力测试传感器、信号调理电路、电压测试传感器、图像传感器、图像处理器、供电装置、控制单元、通讯装置、显示装置以及存储装置，其中，通过压力测试传感器和信号调理电路能够准确获知刀具与工件接触的程度，在过分接触时能够及时判断故障，通过电压测试传感器能够获知数控机床在工作时的电压是否处于过压状态，并及时对故障进行判断，还能通过图像传感器和图像处理器对加工形成的工件进行准确的图像采集，进而对工件的加工精度进行检测，从工件加工精度的角度对故障进行判断。

Description

一种数控机床故障诊断系统

技术领域

本发明涉及智能测试领域，尤其涉及一种数控机床故障诊断系统。

背景技术

数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

现有技术中，为保障数控机床正常运行，会在数控机床在运行时对其工作参数进行测试以判断数控机床是否发生故障，但是，诊断精度偏低，误判时常发生，例如，无法监测由于刀具与工件过分接触导致的刀具断裂的故障等，且现有技术中一般对机床的振动参数进行测试，但是振动测试存在外接环境的干扰，导致故障诊断错误，影响数控机床的工作效率。

发明内容

因此，为了克服上述问题，本发明提供一种数控机床故障诊断系统，其包括压力测试传感器、信号调理电路、电压测试传感器、图像传感器、图像处理器、供电装置、控制单元、通讯装置、显示装置以及存储装置，其中，通过压力测试传感器和信号调理电路能够准确获知刀具与工件接触的程度，在过分接触时能够及时判断故障，通过电压测试传感器能够获知数控机床在工作时的电压是否处于过压状态，并及时对故障进行判断，还能通过图像传感器和图像处理器对加工形成的工件进行准确的图像采集，进而对工件的加工精度进行检测，从工件加工精度的角度对故障进行判断。

具体地，数控机床故障诊断系统包括压力测试传感器、信号调理电路、电压测试传感器、图像传感器、图像处理器、供电装置、控制单元、通讯装置、显示装置以及存储装置。

其中，所述压力测试传感器的输出端与所述信号调理电路的输入端连接，所述信号调理电路的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述电压测试传感器的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述图像传感器的输出端与所述图像处理器的输入端连接，所述图像处理器的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述供电装置为所述控制单元提供电力支持，所述控制单元通过所述通讯装置与外部设备建立通信，所述控制单元的输出端与所述驱动装置的控制端口连接，所述显示装置的输入端与所述存储装置的输入端均与所述控制单元的输出端连接。

其中，所述驱动装置设置在滑动平台上，所述控制单元控制所述驱动装置在滑动平台上进行二维平面的移动，刀具转轴设置在所述驱动装置下部，所述驱动装置根据所述控制单元的指令控制所述刀具转轴，所述刀具设置在所述刀具转轴下方，在数控机床在对工件进行加工时，所述工件放置于工作平台的作业区域内，所述压力测试传感器设置在所述作业区域内，所述压力测试传感器用于测试所述工件与所述工作平台间的压力信号，在数控机床未作业时，所述压力测试传感器采集的压力信号为初始压力信号，所述压力测试传感器通过信号调理电路将所述初始压力信号传输至所述控制单元，在数控机床开始作业时，所述压力测试传感器将实时采集的压力信号通过信号调理电路将所述初始压力信号传输至所述控制单元，所述控制单元将接收到的压力信号传输至所述显示装置进行显示，所述控制单元将接收到的压力信号传输至所述存储装置进行存储，所述控制单元内存储有一压力阈值信号，所述控制单元将接收到的压力信号和初始压力信号相加后与所述压力阈值信号进行比较，若所述控制单元将接收到的压力信号和初始压力信号相加后大于所述压力阈值信号，则所述控制单元判断所述数控机床发生故障；所述电压测试传感器用于测试数控机床在作业时的电压信号，所述电压测试传感器将采集到的电压信号传输至所述控制单元，所述控制单元将接收到的电压信号传输至所述显示装置进行显示，所述控制单元将接收到的电压信号传输至所述存储装置进行存储，所述控制单元内存储有一电压阈值信号，所述控制单元将接收到的电压信号与所述电压阈值信号进行比较，若所述控制单元将接收到的电压信号大于所述电压阈值信号，则所述控制单元判断所述数控机床发生故障；所述图像传感器设置于所述工作区域的正上方，所述图像传感器用于采集加工完成后的工件的图像信息，所述图像传感器将接收到的图像信息传输至所述图像处理器，所述图像处理器对接收到的图像信息进行图像处理后传输至所述控制单元，所述控制单元内存储有工件的标准图像信息，若控制单元接收到的图像信息与所述标准图像信息不一致，则所述控制单元判断所述数控机床发生故障。

具体地，所述图像处理器包含图像存储器、像素增强单元、平滑处理单元、噪声去除单元以及对比度调整单元。

其中，所述图像传感器的输出端与所述图像存储器的输入端连接，所述图像存储器的输出端与所述像素增强单元的输入端和所述平滑处理单元的输入端连接，所述像素增强单元的输出信号与所述平滑处理单元的输出信号合并后与所述噪声去除单元的输入端连接，所述噪声去除单元的输出端与所述对比度调整单元的输入端连接。

具体地，所述图像处理器对接收到的图像信息进行图像处理时，以图像信息中某一目标像素设为基准，将其邻近像素的图像暂存于所述图像存储器中，以供后续的单元使用。

所述图像处理器每次处理的窗口大小为M个像素×N个像素，其中M、N为正整数，窗口包含该目标像素，且所述图像存储器设计为可至少暂存M-l条像素线，所述像素増强单元及所述平滑处理单元各自从所述图像存储器中取出窗口的图像信息进行运算，所述像素增强单元对原始像素值P进行处理对应一个目标像素可得到一个增强后的像素值P’，所述平滑处理单元首先检测窗口中所包含的边缘位置以及方向，其中，窗口大小为9×9，平滑处理单元可以依据以下的算式来进行滤波：

其中P_i为原始图像的像素值，C_i为对应像素位置的滤波系数。

滤波结果 value1是位于边缘上的所有像素的平均值，所述平滑处理单元依据信号 para1决定滤波系数C_i时，所述平滑处理单元依据讯号 para1找出对应的滤波像数C_i来进行滤波，所述图像处理器产生讯号 para1，依据滤波结果 valuel是否满足实际的需求而手动调整该讯号paral，所述平滑处理单元对应一个目标像素产生一个滤波结果 valuel，滤波结果 valuel与相对应的增强后的像素值P’相加后形成像素值P_En。所述噪声去除单元对像素值P_En进行二维滤波，滤波窗口大小为5×5，所述噪声去除单元依据下式将滤波结果P_co与先前的像素值P_En做混合运算：

比重α用来控制滤波结果P_co所占的比例，可以依据窗口中图像的特性动态计算得到。

如果对比度调整单元判断目标像素不位于边缘上，则直接输出所述噪声去除单元的运算结果 value2，否则，所述对比度调整单元依据下式来提升图像的对比度：

数值R是对比度的调整倍率，可以依据图像的特性自动调整或是依据评测标准而手动微调；n表示每一个像素所占的位元数，P_To即为经过对比度调整后的像素值，得到新的像素值P_To之后，比度调整单元再将像素值P_To与前述的运算结果 value2作混合运算，而得到运算结果 value3，如下式所示：

比重β用来控制像素值P_To的比重，可以根据图像区域的特性动态计算出来，经过上述各功能模组的处理后，所述图像处理器根据其产生输出像素值P_out对图像进行调整处理后将图像信息传输至所述控制单元。

具体地，所述图像存储器是动态随机存储器、同步动态随机存储器或静态随机存储器。

具体地，所述信号调理电路包括电阻R1-R7，电容C1-C3以及运算放大器A1-A3。

其中，所述压力测试传感器的输出端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与运算放大器A1的反相输入端连接，运算放大器A1的同相输入端接地，电容C1和电容C2并联后的一端与电阻R1的一端连接，电容C1和电容C2并联后的另一端与运算放大器A1的输出端连接，运算放大器A1的输出端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与运算放大器A2的反相输入端连接，运算放大器A2的同相输入端接地，电阻R3与电容C3并联后的一端与运算放大器A2的反相输入端连接，电阻R3与电容C3并联后的另一端与运算放大器A2的同相输入端连接，运算放大器A3的输出端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与运算放大器A3的反相输入端连接，运算放大器A3的同相输入端接地，电阻R7的一端与电阻R6的另一端连接，电阻R7的另一端与运算放大器A3的输出端连接，电阻R5跨接与电阻R3的另一端和运算放大器A3的输出端，电阻R4跨接于电阻R6的一端和电阻R2的一端，运算放大器A3的输出端与所述控制单元的输入端连接。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供一种数控机床故障诊断系统，其包括压力测试传感器、信号调理电路、电压测试传感器、图像传感器、图像处理器、供电装置、控制单元、通讯装置、显示装置以及存储装置，其中，通过压力测试传感器和信号调理电路能够准确获知刀具与工件接触的程度，在过分接触时能够及时判断故障，通过电压测试传感器能够获知数控机床在工作时的电压是否处于过压状态，并及时对故障进行判断，还能通过图像传感器和图像处理器对加工形成的工件进行准确的图像采集，进而对工件的加工精度进行检测，从工件加工精度的角度对故障进行判断，其中本发明提供的信号调理电路和图像处理器大大提高了故障诊断精度。

附图说明

图1为本发明的数控机床的示意图；

图2为本发明的数控机床故障诊断系统的功能图；

图3为本发明的图像处理器的功能图；

图4为本发明的信号调理电路的电路图。

附图标记：1-滑动平台；2-驱动装置；3-刀具转轴；4-刀具；5-工作平台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的数控机床故障诊断系统进行详细说明。

如图1-2所示，本发明提供的数控机床故障诊断系统包括压力测试传感器、信号调理电路、电压测试传感器、图像传感器、图像处理器、供电装置、控制单元、通讯装置、显示装置以及存储装置。

其中，所述压力测试传感器的输出端与所述信号调理电路的输入端连接，所述信号调理电路的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述电压测试传感器的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述图像传感器的输出端与所述图像处理器的输入端连接，所述图像处理器的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述供电装置为所述控制单元提供电力支持，所述控制单元通过所述通讯装置与外部设备建立通信，所述控制单元的输出端与所述驱动装置（2）的控制端口连接，所述显示装置的输入端与所述存储装置的输入端均与所述控制单元的输出端连接。

其中，所述驱动装置（2）设置在滑动平台（1）上，所述控制单元控制所述驱动装置（2）在滑动平台（1）上进行二维平面的移动，刀具转轴（3）设置在所述驱动装置（2）下部，所述驱动装置（3）根据所述控制单元的指令控制所述刀具转轴（3），所述刀具（4）设置在所述刀具转轴（3）下方，在数控机床在对工件进行加工时，所述工件放置于工作平台（5）的作业区域内，所述压力测试传感器设置在所述作业区域内，所述压力测试传感器用于测试所述工件与所述工作平台（5）间的压力信号，在数控机床未作业时，所述压力测试传感器采集的压力信号为初始压力信号，所述压力测试传感器通过信号调理电路将所述初始压力信号传输至所述控制单元，在数控机床开始作业时，所述压力测试传感器将实时采集的压力信号通过信号调理电路将所述初始压力信号传输至所述控制单元，所述控制单元将接收到的压力信号传输至所述显示装置进行显示，所述控制单元将接收到的压力信号传输至所述存储装置进行存储，所述控制单元内存储有一压力阈值信号，所述控制单元将接收到的压力信号和初始压力信号相加后与所述压力阈值信号进行比较，若所述控制单元将接收到的压力信号和初始压力信号相加后大于所述压力阈值信号，则所述控制单元判断所述数控机床发生故障；所述电压测试传感器用于测试数控机床在作业时的电压信号，所述电压测试传感器将采集到的电压信号传输至所述控制单元，所述控制单元将接收到的电压信号传输至所述显示装置进行显示，所述控制单元将接收到的电压信号传输至所述存储装置进行存储，所述控制单元内存储有一电压阈值信号，所述控制单元将接收到的电压信号与所述电压阈值信号进行比较，若所述控制单元将接收到的电压信号大于所述电压阈值信号，则所述控制单元判断所述数控机床发生故障；所述图像传感器设置于所述工作区域的正上方，所述图像传感器用于采集加工完成后的工件的图像信息，所述图像传感器将接收到的图像信息传输至所述图像处理器，所述图像处理器对接收到的图像信息进行图像处理后传输至所述控制单元，所述控制单元内存储有工件的标准图像信息，若控制单元接收到的图像信息与所述标准图像信息不一致，则所述控制单元判断所述数控机床发生故障。

上述实施方式中，本发明提供的数控机床故障诊断系统包括压力测试传感器、信号调理电路、电压测试传感器、图像传感器、图像处理器、供电装置、控制单元、通讯装置、显示装置以及存储装置，其中，通过压力测试传感器和信号调理电路能够准确获知刀具与工件接触的程度，在过分接触时能够及时判断故障，通过电压测试传感器能够获知数控机床在工作时的电压是否处于过压状态，并及时对故障进行判断，还能通过图像传感器和图像处理器对加工形成的工件进行准确的图像采集，进而对工件的加工精度进行检测，从工件加工精度的角度对故障进行判断，其中本发明提供的信号调理电路和图像处理器大大提高了故障诊断精度。

如图3所示，所述图像处理器包含图像存储器、像素增强单元、平滑处理单元、噪声去除单元以及对比度调整单元。

其中，所述图像传感器的输出端与所述图像存储器的输入端连接，所述图像存储器的输出端与所述像素增强单元的输入端和所述平滑处理单元的输入端连接，所述像素增强单元的输出信号与所述平滑处理单元的输出信号合并后与所述噪声去除单元的输入端连接，所述噪声去除单元的输出端与所述对比度调整单元的输入端连接。

图像处理器对接收到的图像信息进行图像处理时，以图像信息中某一目标像素设为基准，将其邻近像素的图像暂存于图像存储器中，以供后续的单元使用。

进一步地，假设图像处理器每次处理的窗口大小为M个像素×N个像素（M条像素线，每条像素线取N个像素，M、N为正整数），则该窗口包含该目标像素，且图像存储器设计为可至少暂存M-l条像素线。之后像素増强单元及平滑处理单元各自从图像存储器中取出该窗口的图像信息进行运算。图像存储器可以是动态随机存储器、同步动态随机存储器或静态随机存储器等，且可以为图像处理器的专属存储器，或是与其他的电路共用。图像处理器可以适用于多种影像编码方法，图像处理器所处理的像素可以是代表R、G、B之其中之一的像素值；图像处理器所处理的像素资料可以是代表Y的像素值。

像素增强单元以増强图像边缘的算法对原始像素值P进行处理对应一个目标像素可得到一个增强后的像素值P’。

平滑处理单元的目的在于减缓图像边缘的不平整现象。平滑处理单元首先侦测窗口中所包含的边缘位置以及方向。边缘方向的种类可以预先定义，例如可以是四种边缘方向，检测图像的边缘及方向可以使用一阶梯度的滤波方法。找出边缘及其方向后，对该边缘上的像素或是边缘之法向量上的像素进行一维的空间滤波。

上述窗口大小为9×9，平滑处理单元可以依据以下的算式来进行滤波：

其中P_i为原始图像的像素值，C_i为对应像素位置的滤波系数。

在一个实施例中，滤波结果 value1可以是位于边缘上的所有像素的平均值(亦即对任何i值，C_i=1/9)；在其他的实施例中，滤波像数C_i可以依据高斯分布。平滑处理单元决定滤波系数C_i时，可以依据信号 para1做决定。在一个实施例中，平滑处理单元依据讯号para1找出对应的滤波像数C_i来进行滤波。例如图像处理器可以包含其他用来检测图像的特性的图像处理单元，检测图像的亮度、彩度及/或像素的变化程度等特性，而产生该讯号para1。也就是说，滤波系数C_i可以依据图像的特性自动调整，又例如 使用者可以依据滤波结果 valuel是否满足实际的需求而手动调整该讯号paral。在其他的实施例中，平滑处理单元不内建查找表，滤波像数C_i可以由信号 paral传入。平滑处理单元也同样对应一个目标像素产生一个滤波结果 valuel，滤波结果 valuel与相对应的增强后的像素值P’相加后形成像素值P_En。噪声去除单元的目的在于缓解随着图像强化而增长的噪声信号，以及使图像的平滑区更为平滑以提升视觉感受度。在一个实施例中噪声去除单元对像素值P_En进行二维滤波。在此例中，滤波窗口大小为5×5。因此每组滤波系数包含5×5=25个数值。信号para2从k组滤波系数中选取其中一组，

但因为二维滤波很容易影响图像的细节、所以噪声去除单元还会依据此窗口中图像细节的多少决定滤波结果对图像的作用程度。噪声去除单元依据下式将滤波结果P_co与先前的像素值P_En做混合运算：

比重α用来控制滤波结果P_co所占的比例，可以依据窗口中图像的特性动态计算得到。

如果对比度调整单元判断目标像素不位于边缘上，则直接输出噪声去除单元的运算结果 value2，然而如果目标像素位于边缘上，则对比度调整单元依据下式来提升图像的对比度：

数值R是对比度的调整倍率，可以依据图像的特性自动调整或是依据评测标准而手动微调；n表

示每一个像素所占的位元数。P_To即为经过对比度调整后的像素值。

得到新的像素值P_To之后，比度调整单元再将像素值P_To与前述的运算结果 value2作混合运算，而

得到运算结果 value3，如下式所示：

比重β用来控制像素值P_To的比重，可以根据图像区域的特性动态计算出来。

经过上述各功能模组的处理后，图像处理器根据其产生输出像素值P_out对图像进行调整处理后将图像信息传输至控制单元。

如图4所示，所述信号调理电路包括电阻R1-R7，电容C1-C3以及运算放大器A1-A3。

其中，所述压力测试传感器的输出端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与运算放大器A1的反相输入端连接，运算放大器A1的同相输入端接地，电容C1和电容C2并联后的一端与电阻R1的一端连接，电容C1和电容C2并联后的另一端与运算放大器A1的输出端连接，运算放大器A1的输出端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与运算放大器A2的反相输入端连接，运算放大器A2的同相输入端接地，电阻R3与电容C3并联后的一端与运算放大器A2的反相输入端连接，电阻R3与电容C3并联后的另一端与运算放大器A2的同相输入端连接，运算放大器A3的输出端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与运算放大器A3的反相输入端连接，运算放大器A3的同相输入端接地，电阻R7的一端与电阻R6的另一端连接，电阻R7的另一端与运算放大器A3的输出端连接，电阻R5跨接与电阻R3的另一端和运算放大器A3的输出端，电阻R4跨接于电阻R6的一端和电阻R2的一端，运算放大器A3的输出端与所述控制单元的输入端连接。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种数控机床故障诊断系统，其特征在于，所述数控机床故障诊断系统包括压力测试传感器、信号调理电路、电压测试传感器、图像传感器、图像处理器、供电装置、控制单元、通讯装置、显示装置以及存储装置；

其中，所述压力测试传感器的输出端与所述信号调理电路的输入端连接，所述信号调理电路的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述电压测试传感器的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述图像传感器的输出端与所述图像处理器的输入端连接，所述图像处理器的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述供电装置为所述控制单元提供电力支持，所述控制单元通过所述通讯装置与外部设备建立通信，所述控制单元的输出端与所述驱动装置（2）的控制端口连接，所述显示装置的输入端与所述存储装置的输入端均与所述控制单元的输出端连接；

其中，所述驱动装置（2）设置在滑动平台（1）上，所述控制单元控制所述驱动装置（2）在滑动平台（1）上进行二维平面的移动，刀具转轴（3）设置在所述驱动装置（2）下部，所述驱动装置（3）根据所述控制单元的指令控制所述刀具转轴（3），所述刀具（4）设置在所述刀具转轴（3）下方，在数控机床在对工件进行加工时，所述工件放置于工作平台（5）的作业区域内，所述压力测试传感器设置在所述作业区域内，所述压力测试传感器用于测试所述工件与所述工作平台（5）间的压力信号，在数控机床未作业时，所述压力测试传感器采集的压力信号为初始压力信号，所述压力测试传感器通过信号调理电路将所述初始压力信号传输至所述控制单元，在数控机床开始作业时，所述压力测试传感器将实时采集的压力信号通过信号调理电路将所述初始压力信号传输至所述控制单元，所述控制单元将接收到的压力信号传输至所述显示装置进行显示，所述控制单元将接收到的压力信号传输至所述存储装置进行存储，所述控制单元内存储有一压力阈值信号，所述控制单元将接收到的压力信号和初始压力信号相加后与所述压力阈值信号进行比较，若所述控制单元将接收到的压力信号和初始压力信号相加后大于所述压力阈值信号，则所述控制单元判断所述数控机床发生故障；所述电压测试传感器用于测试数控机床在作业时的电压信号，所述电压测试传感器将采集到的电压信号传输至所述控制单元，所述控制单元将接收到的电压信号传输至所述显示装置进行显示，所述控制单元将接收到的电压信号传输至所述存储装置进行存储，所述控制单元内存储有一电压阈值信号，所述控制单元将接收到的电压信号与所述电压阈值信号进行比较，若所述控制单元将接收到的电压信号大于所述电压阈值信号，则所述控制单元判断所述数控机床发生故障；所述图像传感器设置于所述工作区域的正上方，所述图像传感器用于采集加工完成后的工件的图像信息，所述图像传感器将接收到的图像信息传输至所述图像处理器，所述图像处理器对接收到的图像信息进行图像处理后传输至所述控制单元，所述控制单元内存储有工件的标准图像信息，若控制单元接收到的图像信息与所述标准图像信息不一致，则所述控制单元判断所述数控机床发生故障。

2.根据权利要求1所述的数控机床故障诊断系统，其特征在于，所述图像处理器包含图像存储器、像素增强单元、平滑处理单元、噪声去除单元以及对比度调整单元；

其中，所述图像传感器的输出端与所述图像存储器的输入端连接，所述图像存储器的输出端与所述像素增强单元的输入端和所述平滑处理单元的输入端连接，所述像素增强单元的输出信号与所述平滑处理单元的输出信号合并后与所述噪声去除单元的输入端连接，所述噪声去除单元的输出端与所述对比度调整单元的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的数控机床故障诊断系统，其特征在于，所述图像处理器对接收到的图像信息进行图像处理时，以图像信息中某一目标像素设为基准，将其邻近像素的图像暂存于所述图像存储器中，以供后续的单元使用；

所述图像处理器每次处理的窗口大小为M个像素×N个像素，其中M、N为正整数，窗口包含该目标像素，且所述图像存储器设计为可至少暂存M-l条像素线，所述像素増强单元及所述平滑处理单元各自从所述图像存储器中取出窗口的图像信息进行运算，所述像素增强单元对原始像素值P进行处理对应一个目标像素可得到一个增强后的像素值P’，所述平滑处理单元首先检测窗口中所包含的边缘位置以及方向，其中，窗口大小为9×9，平滑处理单元可以依据以下的算式来进行滤波：

其中P_i为原始图像的像素值，C_i为对应像素位置的滤波系数；

滤波结果 value1是位于边缘上的所有像素的平均值，所述平滑处理单元依据信号para1决定滤波系数C_i时，所述平滑处理单元依据讯号 para1找出对应的滤波像数C_i来进行滤波，所述图像处理器产生讯号 para1，依据滤波结果 valuel是否满足实际的需求而手动调整该讯号paral，所述平滑处理单元对应一个目标像素产生一个滤波结果 valuel，滤波结果 valuel与相对应的增强后的像素值P’相加后形成像素值P_En；所述噪声去除单元对像素值P_En进行二维滤波，滤波窗口大小为5×5，所述噪声去除单元依据下式将滤波结果P_co与先前的像素值P_En做混合运算：

比重α用来控制滤波结果P_co所占的比例，可以依据窗口中图像的特性动态计算得到；

如果对比度调整单元判断目标像素不位于边缘上，则直接输出所述噪声去除单元的运算结果 value2，否则，所述对比度调整单元依据下式来提升图像的对比度：

数值R是对比度的调整倍率，可以依据图像的特性自动调整或是依据评测标准而手动微调；n表示每一个像素所占的位元数，P_To即为经过对比度调整后的像素值，得到新的像素值P_To之后，比度调整单元再将像素值P_To与前述的运算结果 value2作混合运算，而得到运算结果 value3，如下式所示：

比重β用来控制像素值P_To的比重，可以根据图像区域的特性动态计算出来，经过上述各功能模组的处理后，所述图像处理器根据其产生输出像素值P_out对图像进行调整处理后将图像信息传输至所述控制单元。

4.根据权利要求3所述的数控机床故障诊断系统，其特征在于，所述图像存储器是动态随机存储器、同步动态随机存储器或静态随机存储器。

5.根据权利要求1所述的数控机床故障诊断系统，其特征在于，所述信号调理电路包括电阻R1-R7，电容C1-C3以及运算放大器A1-A3；

其中，所述压力测试传感器的输出端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与运算放大器A1的反相输入端连接，运算放大器A1的同相输入端接地，电容C1和电容C2并联后的一端与电阻R1的一端连接，电容C1和电容C2并联后的另一端与运算放大器A1的输出端连接，运算放大器A1的输出端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与运算放大器A2的反相输入端连接，运算放大器A2的同相输入端接地，电阻R3与电容C3并联后的一端与运算放大器A2的反相输入端连接，电阻R3与电容C3并联后的另一端与运算放大器A2的同相输入端连接，运算放大器A3的输出端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与运算放大器A3的反相输入端连接，运算放大器A3的同相输入端接地，电阻R7的一端与电阻R6的另一端连接，电阻R7的另一端与运算放大器A3的输出端连接，电阻R5跨接与电阻R3的另一端和运算放大器A3的输出端，电阻R4跨接于电阻R6的一端和电阻R2的一端，运算放大器A3的输出端与所述控制单元的输入端连接。

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