CN113158941B - 基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法及系统 - Google Patents

基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法及系统，其中，基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法通过将机床加工时的时序功率数据转化为加工波形数据，并匹配出对应工件的标准加工波形，通过标准加工波形来对生产不同工件时机床的状态进行判断，提高了机床监测的准确度，便于及时发现机床存在的问题。

Description

基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法及系统
技术领域
本发明涉及机床生产监测领域，具体涉及一种基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法及系统。
背景技术
数控机床属于工业机械加工过程中最常见的机械设备，其可提供高精度、高水平的机械加工服务。
现有的机床在监测时，一半监测其电信号是否正常，该正常一般通过设定阈值来进行判断，然而，生产不同产品的信号大小并不相同，因此其阈值设定会远高于某些产品，此时，如果生产这些产品时，机床出现错误，常规的电信号检测并不能检测出问题。
上述问题是目前亟待解决的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法。所述方法包括：
获取机床加工时的时序功率数据；
筛选出时序功率数据中的加工波形数据；
依据加工波形数据匹配出标准加工波形。
进一步的，所述获取机床加工时的时序功率数据，即，通过功率传感器获取机床上总线的时序功率数据。
进一步的，所述筛选出时序功率数据中的加工波形数据的步骤包括：
筛选出时序功率数据中大于非加工阈值的功率数据；
将时间戳连续的功率数据合并为一个波形；
将整理的所有波形按照时间戳的顺序进行1-2n的编号。
进一步的，所述依据加工波形数据匹配出标准加工波形的步骤包括：
S1：按照编号顺序，选取波形1和波形2并将波形长度补齐，使波形1和波形2的长度一致；
S2：将波形1与波形2进行匹配，若匹配不成功，则将波形1和波形2串联合并、波形3和波形4串联合并后进行匹配，若匹配不成功，则将波形1-3合并后与合并后的波形4-6进行匹配，直至，加工波形数据中所有波形均使用完，其中，当两个波形匹配上时，则标准加工波形为两个波形的均值；若未匹配成功则进入S3；
S3：将波形1删除，重复S2，直至加工波形数据中只剩最后一个波形；
S4：若加工波形数据中只剩最后一个波形，则无法获取标准加工波形。
本发明还提供了一种基于时序功率数据的机床加工波形的匹配系统，所述系统包括：
功率获取模块，适于获取机床加工时的时序功率数据；
筛选模块，适于筛选出时序功率数据中的加工波形数据；
波形匹配模块，适于依据加工波形数据匹配出标准加工波形。
进一步的，所述功率获取模块包括功率传感器，所述功率传感器适于获取机床上总线的时序功率数据。
进一步的，所述筛选模块包括：
筛选单元，适于筛选出时序功率数据中大于非加工阈值的功率数据；
合并单元，适于将时间戳连续的功率数据合并为一个波形；
编号单元，适于将整理的所有波形按照时间戳的顺序进行1-2n的编号。
进一步的，所述波形匹配模块包括：
波形补齐单元，适于按照编号顺序，选取波形1和波形2并将波形长度补齐，使波形1和波形2的长度一致；
匹配单元，适于将波形1与波形2进行匹配，若匹配不成功，则将波形1和波形2串联合并、波形3和波形4串联合并后进行匹配，若匹配不成功，则将波形1-3合并后与合并后的波形4-6进行匹配，直至，加工波形数据中所有波形均使用完，其中，当两个波形匹配上时，则标准加工波形为两个波形的均值，若未匹配成功则进入数据删除单元；
数据删除单元，适于将波形1删除，进入匹配单元，直至加工波形数据中只剩最后一个波形；
结束单元，适于在加工波形数据中只剩最后一个波形，则无法获取标准加工波形。
本发明还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中存储有一个或一个以上的指令，所述一个或一个以上由处理器执行时实现如上述的基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法。
本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；所述存储器中存储有至少一条程序指令；所述处理器，通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如上述的基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法及系统，其中，基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法通过将机床加工时的时序功率数据转化为加工波形数据，并匹配出对应工件的标准加工波形，通过标准加工波形来对生产不同工件时机床的状态进行判断，提高了机床监测的准确度，便于及时发现机床存在的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例所提供的基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法的流程图。
图2是本发明实施例所提供的基于时序功率数据的机床加工波形的匹配系统的原理框图。
图3是本发明实施例所提供的电子设备的部分原理框图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
请参阅图1，本实施例提供了一种基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法。通过将机床加工时的时序功率数据转化为加工波形数据，并匹配出对应工件的标准加工波形，通过标准加工波形来对生产不同工件时机床的状态进行判断，提高了机床监测的准确度，便于及时发现机床存在的问题。
具体来说，基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法包括以下步骤：
S110：获取机床加工时的时序功率数据；
具体地，所述获取机床加工时的时序功率数据，即，通过功率传感器获取机床上总线的时序功率数据。
S120：筛选出时序功率数据中的加工波形数据；
在本实施例中，步骤S120包括以下步骤：
S121：筛选出时序功率数据中大于非加工阈值的功率数据。
具体来说，机床的总线在未加工时的功率阈值的上限在生产不同的工件的时候均相同，因此通过该功率阈值可以选取出加工时刻的功率阈值。
S122：将时间戳连续的功率数据合并为一个波形。
具体来说，机床在加工工件时，同一个工件必定在连续的时间戳内有一个或几个连续的功率数据集，将连续的功率数据合并为一个波形。
S123：将整理的所有波形按照时间戳的顺序进行1-2n的编号。
S130：依据加工波形数据匹配出标准加工波形。
具体来说，步骤S130包括以下步骤：
S1：按照编号顺序，选取波形1和波形2并将波形长度补齐，使波形1和波形2的长度一致。
具体来说，选取波形1和波形2中长度较短的波形，头尾补偿数据个数的排列组合。例如，波形2的长度为10，波形1的长度为8，则波形1的补齐方式有，在波形1的头部补2个数据，在头部补1个数据以及在尾部补1个数据，在尾部补2个数据，三种补齐方式。
S2：将波形1与波形2进行匹配，若匹配不成功，则将波形1和波形2串联合并、波形3和波形4串联合并后进行匹配，若匹配不成功，则将波形1-3合并后与合并后的波形4-6进行匹配，直至，加工波形数据中所有波形均使用完，其中，当两个波形匹配上时，则标准加工波形为两个波形的均值；若未匹配成功则进入S3。
具体来说，将波形1与波形2进行匹配，即，遍历波形较短的波形的所有组合方式，并计算波形匹配误差，即每个元素的差值求和，取所有补齐方案中误差最小的那个数据，若该误差小于阈值，则匹配成功，反之则未成功。
波形1-3合并后与合并后的波形4-6进行匹配，即，将合并后的波形1-3和合并后的波形4-6中长度较短的波形补齐，例如合并后的波形1-3长度为30，波形4-6合并后的长度为25，则补齐方案为，在波形4-6中补5个数据，具体来说，5个数据可以在波形4前面，波形4和波形5中间、波形5和波形6之间以及波形6后面，具体补齐方案此处不再陈述，匹配过程与波形1和波形2的匹配过程类似，此处不再陈述。若，步骤S2在匹配成功时，则结束匹配，标准加工波形为两个波形的均值
S3：将波形1删除，重复S2，直至加工波形数据中只剩最后一个波形。
具体来说，步骤S120获取的波形为1-2n个，当波形是单数时，将尾数的波形不计入匹配，步骤S2未匹配成功时，将1-2n个波形中的第一个波形删除，重复步骤2的匹配过程。
S4：若加工波形数据中只剩最后一个波形，则无法获取标准加工波形。
实施例2
请参阅图2，本实施例提供了一种基于时序功率数据的机床加工波形的匹配系统，所述系统包括：
功率获取模块，适于获取机床加工时的时序功率数据；其中，所述功率获取模块包括功率传感器，所述功率传感器适于获取机床上总线的时序功率数据。
筛选模块，适于筛选出时序功率数据中的加工波形数据。所述筛选模块包括：
筛选单元，适于筛选出时序功率数据中大于非加工阈值的功率数据；具体来说，机床的总线在未加工时的功率阈值的上限在生产不同的工件的时候均相同，因此通过该功率阈值可以选取出加工时刻的功率阈值。
合并单元，适于将时间戳连续的功率数据合并为一个波形；具体来说，机床在加工工件时，同一个工件必定在连续的时间戳内有一个或几个连续的功率数据集，将连续的功率数据合并为一个波形。
编号单元，适于将整理的所有波形按照时间戳的顺序进行1-2n的编号。
在本实施例中，波形匹配模块，适于依据加工波形数据匹配出标准加工波形。其中，所述波形匹配模块包括：
波形补齐单元，适于按照编号顺序，选取波形1和波形2并将波形长度补齐，使波形1和波形2的长度一致。具体来说，选取波形1和波形2中长度较短的波形，头尾补偿数据个数的排列组合。例如，波形2的长度为10，波形1的长度为8，则波形1的补齐方式有，在波形1的头部补2个数据，在头部补1个数据以及在尾部补1个数据，在尾部补2个数据，三种补齐方式。
匹配单元，适于将波形1与波形2进行匹配，若匹配不成功，则将波形1和波形2串联合并、波形3和波形4串联合并后进行匹配，若匹配不成功，则将波形1-3合并后与合并后的波形4-6进行匹配，直至，加工波形数据中所有波形均使用完，其中，当两个波形匹配上时，则标准加工波形为两个波形的均值，若未匹配成功则进入数据删除单元。
具体来说，将波形1与波形2进行匹配，即，遍历波形较短的波形的所有组合方式，并计算波形匹配误差，即每个元素的差值求和，取所有补齐方案中误差最小的那个数据，若该误差小于阈值，则匹配成功，反之则未成功。
波形1-3合并后与合并后的波形4-6进行匹配，即，将合并后的波形1-3和合并后的波形4-6中长度较短的波形补齐，例如合并后的波形1-3长度为30，波形4-6合并后的长度为25，则补齐方案为，在波形4-6中补5个数据，具体来说，5个数据可以在波形4前面，波形4和波形5中间、波形5和波形6之间以及波形6后面，具体补齐方案此处不再陈述，匹配过程与波形1和波形2的匹配过程类似，此处不再陈述。若，步骤S2在匹配成功时，则结束匹配，标准加工波形为两个波形的均值
数据删除单元，适于将波形1删除，进入匹配单元，直至加工波形数据中只剩最后一个波形。具体来说，筛选模块获取的波形为1-2n个，当波形是单数时，将尾数的波形不计入匹配，匹配单元未匹配成功时，将1-2n个波形中的第一个波形删除，重复匹配单元的匹配过程。
结束单元，适于在加工波形数据中只剩最后一个波形，则无法获取标准加工波形。
实施例3
本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中存储有一个或一个以上的指令，所述一个或一个以上由处理器执行时实现实施例1所提供的基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法。
基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法通过将机床加工时的时序功率数据转化为加工波形数据，并匹配出对应工件的标准加工波形，通过标准加工波形来对生产不同工件时机床的状态进行判断，提高了机床监测的准确度，便于及时发现机床存在的问题。
实施例4
请参阅图3，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器502和处理器501；所述存储器502中存储有至少一条程序指令；所述处理器501，通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如实施例1所提供的基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法。
存储器502和处理器501采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器501和存储器502的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器501处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器501。
处理器501负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器502可以被用于存储处理器501在执行操作时所使用的数据。
综上所述，本发明提供了一种基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法及系统，其中，基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法通过将机床加工时的时序功率数据转化为加工波形数据，并匹配出对应工件的标准加工波形，通过标准加工波形来对生产不同工件时机床的状态进行判断，提高了机床监测的准确度，便于及时发现机床存在的问题。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法，其特征在于，所述方法包括：
获取机床加工时的时序功率数据；
筛选出时序功率数据中的加工波形数据；
依据加工波形数据匹配出标准加工波形；
所述筛选出时序功率数据中的加工波形数据的步骤包括：
筛选出时序功率数据中大于非加工阈值的功率数据；
将时间戳连续的功率数据合并为一个波形；
将整理的所有波形按照时间戳的顺序进行1-2n的编号；
所述依据加工波形数据匹配出标准加工波形的步骤包括：
S1：按照编号顺序，选取波形1和波形2并将波形长度补齐，使波形1和波形2的长度一致；
S2：将波形1与波形2进行匹配，若匹配不成功，则将波形1和波形2串联合并、波形3和波形4串联合并后进行匹配，若匹配不成功，则将波形1- 3合并后与合并后的波形4-6进行匹配，直至，加工波形数据中所有波形均使用完，其中，当两个波形匹配上时，则标准加工波形为两个波形的均值；若未匹配成功则进入S3；
S3：将波形1删除，重复S2，直至加工波形数据中只剩最后一个波形；
S4：若加工波形数据中只剩最后一个波形，则无法获取标准加工波形。
2.如权利要求1所述的基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法，其特征在于，所述获取机床加工时的时序功率数据，即，通过功率传感器获取机床上总线的时序功率数据。
3.一种基于时序功率数据的机床加工波形的匹配系统，其特征在于，所述系统包括：
功率获取模块，适于获取机床加工时的时序功率数据；
筛选模块，适于筛选出时序功率数据中的加工波形数据；
波形匹配模块，适于依据加工波形数据匹配出标准加工波形；
所述筛选模块包括：
筛选单元，适于筛选出时序功率数据中大于非加工阈值的功率数据；
合并单元，适于将时间戳连续的功率数据合并为一个波形；
编号单元，适于将整理的所有波形按照时间戳的顺序进行1-2n的编号；
所述波形匹配模块包括：
波形补齐单元，适于按照编号顺序，选取波形1和波形2并将波形长度补齐，使波形1和波形2的长度一致；
匹配单元，适于将波形1与波形2进行匹配，若匹配不成功，则将波形1和波形2串联合并、波形3和波形4串联合并后进行匹配，若匹配不成功，则将波形1- 3合并后与合并后的波形4-6进行匹配，直至，加工波形数据中所有波形均使用完，其中，当两个波形匹配上时，则标准加工波形为两个波形的均值，若未匹配成功则进入数据删除单元；
数据删除单元，适于将波形1删除，进入匹配单元，直至加工波形数据中只剩最后一个波形；
结束单元，适于在加工波形数据中只剩最后一个波形，则无法获取标准加工波形。
4.如权利要求3所述的基于时序功率数据的机床加工波形的匹配系统，其特征在于，所述功率获取模块包括功率传感器，所述功率传感器适于获取机床上总线的时序功率数据。
5.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有一个以上的指令，其特征在于，所述一个以上由处理器执行时实现权利要求1至2中任一所述的基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法。
6.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器中存储有至少一条程序指令；所述处理器，通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现权利要求1-2中任一项所述的基于时序功率数据的机床加工波形的匹配方法。
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