CN114237156A - Cnc自动化生产线加工过程监控方法、装置、终端和介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CNC自动化生产线加工过程监控方法、装置、终端和介质，其中，上述方法包括：获得加工目标工件所用的加工参数；基于所述目标工件和所述加工参数，获得监测装置预先采集的包络数据；基于所述加工参数加工所述目标工件；实时获取所述监测装置的监测数据；将所述监测数据与所述包络数据同步比较，当比较结果满足设定的报警条件时，生成报警信息并显示在显示装置上。与现有技术相比，本发明通过利用预先采集到加工目标工件的包络数据，用该包络数据作为参考，根据设定的报警条件，判断加工目标工件时监测装置实时监测的数据是否出现异常并报警，灵活地、低成本地实现了对加工过程进行实时监控，及时发现异常情况和报警。

Description

CNC自动化生产线加工过程监控方法、装置、终端和介质

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，尤其涉及的是一种CNC自动化生产线加工过程监控方法、装置、终端和介质。

背景技术

数控机床在制造业中应用广泛，逐渐朝自动化、无人工干预方向快速发展。然而，在实际加工过程中经常会出现各种异常情况，例如：刀具磨损或破损、走刀轨迹不符等，从而导致加工过程出现异常。因此，需要对加工过程实时监控，以便能准确识别出异常情况。

现有数控机床上的伺服驱动器可以接收到安装在数控机床上的传感器的监测数据，并能根据监测数据判断是否出现异常。但是都是基于单个时刻点采集的参数进行判断，并且判断异常的规则是固定的，不能灵活变更；而且伺服驱动器的判断规则并不能适应于各种灵活多变的具体加工过程。

目前，国外已经有专用的监测设备和监测系统，可以对加工过程进行监控，但是需要额外购买价格昂贵的软件和硬件，数控机床更新成本高。

因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种CNC自动化生产线加工过程监控方法、装置、终端和介质，可以在自动化生产线上灵活地、低成本地实现在数控加工时对加工过程进行实时监控，并能及时发现异常情况和报警。

为了实现上述目的，本发明提供了一种CNC自动化生产线加工过程监控方法，其中，上述方法包括：

获得加工目标工件所用的加工参数；

基于所述目标工件和所述加工参数，获得监测装置预先采集的包络数据；

基于所述加工参数加工所述目标工件；

实时获取所述监测装置的监测数据；

将所述监测数据与所述包络数据同步比较，当比较结果满足设定的报警条件时，生成报警信息并显示在显示装置上。

可选的，所述监测装置预先采集所述包络数据的步骤，包括：

使用新的刀具，基于所述加工参数加工所述目标工件；

实时获取所述监测装置的第二监测数据；

根据所述第二监测数据获得所述包络数据。

可选的，所述根据所述第二监测数据获得所述包络数据，包括：

根据所述第二监测数据获得上包络数据和下包络数据；

组合所述上包络数据和所述下包络数据获得所述包络数据。

可选的，所述实时获取所述监测装置的监测数据后，还包括：将所述包络数据和所述监测数据同步显示在所述显示装置上。

可选的，所述将所述监测数据与所述包络数据同步比较，包括：

获取设定的比较节点；

当加工过程达到所述比较节点时，将所述监测数据与所述包络数据同步比较。

可选的，所述将所述监测数据与所述包络数据同步比较，包括：

基于所述包络数据，获得与加工过程同步的节点数据；

当所述监测数据超过所述节点数据达到设定极值时，设定比较结果为幅值报警；

当所述监测数据超过所述节点数据达到设定幅度时，设定比较结果为超区报警；

当所述监测数据超过所述节点数据，且持续时间累计达到设定时间阈值时，设定比较结果为超时报警；

当所述监测数据超过所述节点数据，设定比较结果为警告。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种CNC自动化生产线加工过程监控装置，包括：

加工参数获取模块，用于获得加工目标工件所用的加工参数；

包络数据获取模块，用于基于所述目标工件和所述加工参数，获得监测装置预先采集的包络数据；

运行模块，用于基于所述加工参数加工所述目标工件；

监测模块，用于实时获取所述监测装置的监测数据；

报警信息生成模块，用于将所述监测数据与所述包络数据同步比较，当比较结果满足设定的报警条件时，生成报警信息并显示在显示装置上。

可选的，所述监测装置为安装在数控机床上的驱动器，所述驱动器用于监测数控机床主轴的电机。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种智能终端，上述智能终端包括存储器、处理器以及存储在上述存储器上并可在上述处理器上运行的CNC自动化生产线加工过程监控程序，上述CNC自动化生产线加工过程监控程序被上述处理器执行时实现任意一项上述CNC自动化生产线加工过程监控方法的步骤。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质上存储有CNC自动化生产线加工过程监控程序，上述CNC自动化生产线加工过程监控程序被处理器执行时实现任意一项上述CNC自动化生产线加工过程监控方法的步骤。

由上述可见，本发明的CNC自动化生产线加工过程监控方法、装置、智能终端和计算机可读存储介质，通过预先采集到加工目标工件的包络数据，用该包络数据作为参考，根据设定的报警条件，判断加工目标工件时监测装置实时监测的数据是否出现异常，当出现异常时生成和显示报警信息。因此，利用自动化生成线上现有的监测装置简单方便、灵活地、低成本地实现了对加工过程进行实时监控，及时发现异常情况和报警。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明实施例提供的CNC自动化生产线加工过程监控方法的流程示意图；

图2是本发明实施例的包络数据显示在显示装置上的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种CNC自动化生产线加工过程监控装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种智能终端的内部结构原理框图。

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，以便透彻理解本发明实施例。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发明。在其它情况下，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发明的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本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”。类似的，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[所描述的条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

下面结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

数控机床在制造业中应用广泛，逐渐朝自动化、无人工干预方向快速发展。然而，在实际加工过程中经常会出现各种异常情况，例如：刀具磨损或破损、走刀轨迹不符等，从而导致加工过程出现异常。因此，需要对加工过程实时监控，以便能准确识别出异常情况。

现有数控机床上的伺服驱动器可以接收到安装在数控机床上的传感器的监测数据，并能根据监测数据判断是否出现异常。但是都是基于单个时刻点采集的参数进行判断，并且判断异常的规则是固定的，不能灵活变更；而且伺服驱动器的判断规则并不能适应于各种灵活多变的具体加工过程。

目前，国外已经有专用的监测设备和监测系统，可以对加工过程进行监控，但是需要额外购买价格昂贵的软件和硬件，数控机床更新成本高。

本发明方案中，获得加工目标工件所用的加工参数；基于所述目标工件和所述加工参数，获得监测装置预先采集的包络数据；基于所述加工参数加工所述目标工件；实时获取所述监测装置的监测数据；将所述监测数据与所述包络数据同步比较，当比较结果满足设定的报警条件时，生成报警信息并显示在显示装置上。与现有技术相比，本发明通过预先采集到加工目标工件的包络数据，用该包络数据作为参考，根据设定的报警条件，判断加工目标工件时监测装置实时监测的数据是否出现异常，当出现异常时生成和显示报警信息。因此，利用自动化生成线上现有的监测装置简单方便、灵活地、低成本地实现了对加工过程进行实时监控，及时发现异常情况和报警。

示例性方法

如图1所示，本发明实施例提供一种CNC自动化生产线加工过程监控方法，具体的，上述方法包括如下步骤：

步骤S100：获得加工目标工件所用的加工参数；

具体的，CNC自动化生产线对目标工件进行加工时，需要运行相应的加工程序以及加工程序中使用到的相关参数。上述加工程序以及相关参数构成了与目标工件对应的加工参数。加工参数可以预先存储在数据库中、文件中等，也可以在加工之前输入，本发明不作具体限制。也可以根据生产计划排单来从数据库中读取加工参数或者采用机器视觉自动识别待加工工件后，从数据库中自动加载相应的加工参数。

优选的，基于自动化生成线加工速度快、低延时，因此，加载上述加工参数时，将加工参数直接加载在RAM存储器中，加工参数存储在RAM存储器中能实现快速的访问，防止因从硬盘中读取数据而导致延迟，影响到加工过程中异常的判断结果。

步骤S200：基于目标工件和加工参数，获得监测装置预先采集的包络数据；

具体的，现有的数控机床上安装有传感器，可以针对数控机床上的主要部件进行监测，当数控机床自身的设备、部件运行异常时，会进行报警。但是这种报警基于单个时刻点采集的参数进行判断，并且判断的规则是数控系统固定设置的，不能灵活变更；加工过程中出现的有些异常也不能被识别出来。例如：实际加工时，由于对刀不准、刀具磨损、工件装夹不到位等，导致完成加工工序所用时间超时、电机负载超负荷、电机持续高负载持续的时间异常等，这些异常数控机床现有的报警系统没有办法进行实时监测和报警；并且，根据加工过程需要灵活设定报警的阈值数据时，在现有数控机床的监控报警系统也不能实现。

由于数控加工时电机需要持续运转，并且加工过程出现异常时电机负载、负载的持续时间也会偏离正常值，因此本实施例通过数控机床上已安装的电机监测装置对电机负载进行实时监测，从而巧妙地实现了加工过程发生异常时能够及时发现和报警。

由于不同的目标工件的加工工序也不相同，因此，需要先确定与目标工件相匹配的包络数据，以用来根据该包络数据对加工时实时获得的监测数据进行判断是否发生异常，从而能够及时发现异常。

在一种应用场景中，上述包络数据已被预先采集好，与对应的目标工件标识、加工参数建立关联后一起保存在数据库中。通过在数据库中查找，就可以获得与目标工件的标识、加工参数相匹配的包络数据。

在另一种应用场景中，目标工件的包络数据还没有被采集到时，需要先进行训练学习，训练学习的步骤包括：使用新的刀具和对应的加工参数加工所述目标工件，并通过监测装置实时获取到监测数据；对监测数据进行处理获得包络数据。。为了使得加工目标工件时用来做比较的包络数据更加准确，采集包络数据时，较佳的，数控机床各项设备经检查没有异常；加工工序中所用的刀具是新的，没有磨损；待加工工件夹具中安装到位；刀具对刀准确等。本实施例中将数控机床的主轴电机作为监测对象，数控机床上的对应伺服驱动器会实时采集到主轴电机的负载，因此，可以从该伺服驱动器获得主轴电机的负载监测数据。获得监测数据后，对该监测数据进行相应处理就可以获得包络数据。例如：根据获得监测数据时的加工工序，获得与该加工工序对应的预先设定的上包络数据和下包络数据；上包络数据与下包络数据组合在一起就构成了包络数据。通过将包络数据与具体的加工工序建立关联，可以对不同加工工序采用不同的判断标准。当然，也可以以监测数据为中心，向上向下各取一定公差形成上包络数据和下包络数据。

可选的，也可以按照上述的训练学习过程进行多次重复训练，记录下同一个加工工序时间段范围内监测数据的最大值和最小值，将该最大值、最小值组合为包络数据。由于在整个加工过程中实时获得的监测数据，因此监测数据是按照时间先后排好序的数据序列。意味着多次训练过程获得的监测数据中同一排序序号所对应的加工节点也相同，因此可以将多次训练过程获得的监测数据按照相同排序序号取平均值，并根据该平均值计算上包络数据、下包络数据从而获得包络数据。

可选的，在上述训练学习过程中，可以将获得的监测数据和计算出的包络数据，在数控机床的人机界面上显示如图2所示的具有垂直和水平公差的包络图，以形象展示训练过程中的监测数据，并可以对该监测数据中出现的异常、突变进行舍弃，从而获得准确的包络数据。

需要说明的是，虽然本实施例监测装置是与主轴电机关联的伺服驱动器，获得的监测数据是电机负载，但是具体的监测数据也可以为：电机负载和电机电流值、电机功率中的一项或多项。监测装置也可以为其他的部件。

步骤S300：基于加工参数加工所述目标工件；

步骤S400：实时获取监测装置的监测数据；

具体的，运行与目标工件匹配的加工程序，对目标工件进行生产加工，并通过数控机床上的监测装置实时采集监测数据，来判断加工过程中的加工工序是否出现异常。

进一步的，还可以将实时采集到的监测数据和包络数据在数控机床的人机界面上同步显示出来，获得如图2所示的具有垂直和水平公差的包络图，以便将加工过程中实时采集到的监测数据以曲线形象展示出来，并可以根据包络数据形成的包络线一目了然地判断加工过程是否出现异常。具体的，实时采集到的监测数据形成一条连续的曲线，包络数据的上包络数据和下包络数据分别形成上包络线和下包络线，加工过程正常时，监测数据形成的连续曲线处于上包络线、下包络线所围的区域内；加工过程出现异常时，监测数据形成的连续曲线就会延展到上包络线与下包络线所围的区域外。此时，可以认为加工过程出现了警告提示，但是并不一定达到报警的程度，需要根据设定的报警条件对监测数据进行进一步的判断。

本实施例由于以电机负载为被监测对象，包络图中的横坐标为时间，纵坐标为电机负载，监测数据采集的时间间隔为50ms。具体的设定可以依据实际情况而作相应改变。

步骤S500：将监测数据与包络数据同步比较，当比较结果满足设定的报警条件时，生成报警信息并显示在显示装置上；

具体的，将获得的监测数据与包络数据的上包络数据和下包络数据进行比较，当监测数据超出上包络数据或下包络数据一定数值或一定比例，满足了设定的报警条件时，生成报警信息。进一步的，还可以根据超出的数值或超出范围的程度，设定报警信息中的报警级别。

本实施例的报警级别按严重程度从高至低，依次为：幅值报警、超区报警、超时报警、警告，判断时依据报警级别从高至低依次判断。具体的判断方法为：

根据当前加工过程的进度，获得包络数据上与加工过程同步的节点数据；

当监测数据与节点数据的上包络数据或节点数据的下包络数据之差的绝对值超过设定极值时，将报警信息的报警级别设定为幅值报警；

当监测数据与节点数据的上包络数据或节点数据的下包络数据的比例达到设定幅度时，将报警信息的报警级别设定为超区报警；

当监测数据超过节点数据的上包络数据或节点数据的下包络数据时，且持续时间累计达到设定时间阈值时，将报警信息的报警级别设定为超时报警；

当监测数据超过节点数据的上包络数据或节点数据的下包络数据时，将报警信息的报警级别设定为警告；

获得了报警信息的报警级别后，再将监测数据、包络数据作为报警信息的数据，就生成了报警信息。

容易理解的是，报警条件的具体设定可以设置为其他的判断条件，也可以是各种条件的组合。

进一步的，加工过程的加工工序中还有其他操作，比如：自动换刀、工件移位和对准等操作，进行这些操作的同时，并没有停机，主轴电机继续工作，此时电机负载很小，在包络图上相应展示为包络线靠近X轴的区域。这部分就可以不用进行关注、判断是否出现异常。因此，本发明还可以根据加工过程的具体需求，在确认需要关注是否异常的区域，预先设定启动比较的比较节点，当加工过程到达比较节点时，才进行监测数据和包络数据的同步比较以及时发现异常。举例来说：比较节点可以是进入某一加工工序后1分钟。

获得报警信息后，可以根据报警信息的报警级别采用不同的显示方式将报警信息中的包络数据、监测数据显示在数控机床的人机界面上。在生产加工过程中，在相同的加工参数下，经过一段时间，刀具磨损了，监测数据形成的曲线肯定会发生变化，就会突破包络数据形成的包络线所围的区域。本实施例通过将包络数据、监测数据以包络图的方式显示出来，能够直观、形象的展示报警信息。

举例来说，当监测数据超出包络数据时，此时报警信息的报警等级为警告，表现在包络图上就是监测数据形成的曲线向上或向下穿过包络数据所形成的包络区域。此时，可以将监测数据形成的曲线上位于包络区域范围外的点改变为黄色的点，从而清晰提示出现了异常，只是异常程度不够严重。当监测数据超出包络数据时且持续的时间达到设定时间阈值时，意味着出现了超时报警，此时将监测数据形成的曲线上对应超时报警的点的颜色改变为红色的点，从而提示目标人员当前出现了报警的情况，需要作进一步的处理。对于出现的其他报警级别的报警信息，也可以采用类似的处理方法，在此不再赘述。当然，包络图上对应于发生报警的区域的具体显示方式可以根据用户需求自行设定。

出现异常，生成报警信息后，还可以向可编程逻辑控制器(PLC)发送信号，PLC采取相应的应对措施，例如：警报、急停、紧急脱离等，以引起目标人员的注意或者为了安全对数控机床进行停机处理。

综上所述，本发明利用数控系统现有的硬件平台，低成本地实现对自动加工时的生产过程的监控。从加工过程的角度，将异常报警与加工工序相关联，及时发现自动加工时监测的参数与之前记录的合理参数之间的差值，判断加工过程是否出现异常。

示例性设备

如图3中所示，对应于上述CNC自动化生产线加工过程监控方法，本发明实施例还提供一种CNC自动化生产线加工过程监控装置，上述CNC自动化生产线加工过程监控装置包括：

加工参数获取模块600，用于获得加工目标工件所用的加工参数；

具体的，CNC自动化生产线对目标工件进行加工时，需要运行相应的加工程序以及加工程序中使用到的相关参数。上述加工程序以及相关参数构成了与目标工件对应的加工参数。加工参数可以预先存储在数据库中、文件中等，也可以在加工之前输入，本发明不作具体限制。也可以根据生产计划排单来从数据库中读取加工参数或者采用机器视觉自动识别待加工工件后，从数据库中自动加载相应的加工参数。

优选的，基于自动化生成线加工速度快、低延时，因此，加载上述加工参数时，将加工参数直接加载在RAM存储器中，加工参数存储在RAM存储器中能实现快速的访问，防止因从硬盘中读取数据而导致延迟，影响到加工过程中异常的判断结果。

包络数据获取模块610，用于基于所述目标工件和所述加工参数，获得监测装置预先采集的包络数据；

具体的，现有的数控机床上安装有传感器，可以针对数控机床上的主要部件进行监测，当数控机床自身的设备、部件运行异常时，会进行报警。但是这种报警基于单个时刻点采集的参数进行判断，并且判断的规则是数控系统固定设置的，不能灵活变更；加工过程中出现的有些异常也不能被识别出来。例如：实际加工时，由于对刀不准、刀具磨损、工件装夹不到位等，导致完成加工工序所用时间超时、电机负载超负荷、电机持续高负载持续的时间异常等，这些异常数控机床现有的报警系统没有办法进行实时监测和报警；并且，根据加工过程需要灵活设定报警的阈值数据时，在现有数控机床的监控报警系统也不能实现。

由于数控加工时电机需要持续运转，并且加工过程出现异常时电机负载、负载的持续时间也会偏离正常值，因此本实施例通过数控机床上已安装的电机监测装置对电机负载进行实时监测，从而巧妙地实现了加工过程发生异常时能够及时发现和报警。

由于不同的目标工件的加工工序也不相同，因此，需要先确定与目标工件相匹配的包络数据，以用来根据该包络数据对加工时实时获得的监测数据进行判断是否发生异常，从而能够及时发现异常。

在一种应用场景中，上述包络数据已被预先采集好，与对应的目标工件标识、加工参数建立关联后一起保存在数据库中。通过在数据库中查找，就可以获得与目标工件的标识、加工参数相匹配的包络数据。

在另一种应用场景中，目标工件的包络数据还没有被采集到时，需要先进行训练学习，训练学习的步骤包括：使用新的刀具和对应的加工参数加工所述目标工件，并通过监测装置实时获取到监测数据；对监测数据进行处理获得包络数据。。为了使得加工目标工件时用来做比较的包络数据更加准确，采集包络数据时，较佳的，数控机床各项设备经检查没有异常；加工工序中所用的刀具是新的，没有磨损；待加工工件夹具中安装到位；刀具对刀准确等。本实施例中将数控机床的主轴电机作为监测对象，数控机床上的对应伺服驱动器会实时采集到主轴电机的负载，因此，可以从该伺服驱动器获得主轴电机的负载监测数据。获得监测数据后，对该监测数据进行相应处理就可以获得包络数据。例如：根据获得监测数据时的加工工序，获得与该加工工序对应的预先设定的上包络数据和下包络数据；上包络数据与下包络数据组合在一起就构成了包络数据。通过将包络数据与具体的加工工序建立关联，可以对不同加工工序采用不同的判断标准。当然，也可以以监测数据为中心，向上向下各取一定公差形成上包络数据和下包络数据。

可选的，也可以按照上述的训练学习过程进行多次重复训练，记录下同一个加工工序时间段范围内监测数据的最大值和最小值，将该最大值、最小值组合为包络数据。由于在整个加工过程中实时获得的监测数据，因此监测数据是按照时间先后排好序的数据序列。意味着多次训练过程获得的监测数据中同一排序序号所对应的加工节点也相同，因此可以将多次训练过程获得的监测数据按照相同排序序号取平均值，并根据该平均值计算上包络数据、下包络数据从而获得包络数据。

可选的，在上述训练学习过程中，可以将获得的监测数据和计算出的包络数据，在数控机床的人机界面上显示如图2所示的具有垂直和水平公差的包络图，以形象展示训练过程中的监测数据，并可以对该监测数据中出现的异常、突变进行舍弃，从而获得准确的包络数据。

运行模块620，用于基于所述加工参数加工所述目标工件；

监测模块630，用于实时获取所述监测装置的监测数据；

具体的，运行与目标工件匹配的加工程序，对目标工件进行生产加工，并通过数控机床上的监测装置实时采集监测数据，来判断加工过程中的加工工序是否出现异常。

进一步的，还可以将实时采集到的监测数据和包络数据在数控机床的人机界面上同步显示出来，获得如图2所示的具有垂直和水平公差的包络图，以便将加工过程中实时采集到的监测数据以曲线形象展示出来，并可以根据包络数据形成的包络线一目了然地判断加工过程是否出现异常。具体的，实时采集到的监测数据形成一条连续的曲线，包络数据的上包络数据和下包络数据分别形成上包络线和下包络线，加工过程正常时，监测数据形成的连续曲线处于上包络线、下包络线所围的区域内；加工过程出现异常时，监测数据形成的连续曲线就会延展到上包络线与下包络线所围的区域外。此时，可以认为加工过程出现了警告提示，但是并不一定达到报警的程度，需要根据设定的报警条件对监测数据进行进一步的判断。

报警信息生成模块640，用于将所述监测数据与所述包络数据同步比较，当比较结果满足设定的报警条件时，生成报警信息并显示在显示装置上。

具体的，将获得的监测数据与包络数据的上包络数据和下包络数据进行比较，当监测数据超出上包络数据或下包络数据一定数值或一定比例，满足了设定的报警条件时，生成报警信息。进一步的，还可以根据超出的数值或超出范围的程度，设定报警信息中的报警级别。

本实施例的报警级别按严重程度从高至低，依次为：幅值报警、超区报警、超时报警、警告，判断时依据报警级别从高至低依次判断。具体的判断方法为：

根据当前加工过程的进度，获得包络数据上与加工过程同步的节点数据；

当监测数据与节点数据的上包络数据或节点数据的下包络数据之差的绝对值超过设定极值时，将报警信息的报警级别设定为幅值报警；

当监测数据与节点数据的上包络数据或节点数据的下包络数据的比例达到设定幅度时，将报警信息的报警级别设定为超区报警；

当监测数据超过节点数据的上包络数据或节点数据的下包络数据时，且持续时间累计达到设定时间阈值时，将报警信息的报警级别设定为超时报警；

当监测数据超过节点数据的上包络数据或节点数据的下包络数据时，将报警信息的报警级别设定为警告；

获得了报警信息的报警级别后，再将监测数据、包络数据作为报警信息的数据，就生成了报警信息。

容易理解的是，报警条件的具体设定可以设置为其他的判断条件，也可以是各种条件的组合。

进一步的，加工过程的加工工序中还有其他操作，比如：自动换刀、工件移位和对准等操作，进行这些操作的同时，并没有停机，主轴电机继续工作，此时电机负载很小，在包络图上相应展示为包络线靠近X轴的区域。这部分就可以不用进行关注、判断是否出现异常。因此，本发明还可以根据加工过程的具体需求，在确认需要关注是否异常的区域，预先设定启动比较的比较节点，当加工过程到达比较节点时，才进行监测数据和包络数据的同步比较以及时发现异常。举例来说：比较节点可以是进入某一加工工序后1分钟。

获得报警信息后，可以根据报警信息的报警级别采用不同的显示方式将报警信息中的包络数据、监测数据显示在数控机床的人机界面上。在生产加工过程中，在相同的加工参数下，经过一段时间，刀具磨损了，监测数据形成的曲线肯定会发生变化，就会突破包络数据形成的包络线所围的区域。本实施例通过将包络数据、监测数据以包络图的方式显示出来，能够直观、形象的展示报警信息。

举例来说，当监测数据超出包络数据时，此时报警信息的报警等级为警告，表现在包络图上就是监测数据形成的曲线向上或向下穿过包络数据所形成的包络区域。此时，可以将监测数据形成的曲线上位于包络区域范围外的点改变为黄色的点，从而清晰提示出现了异常，只是异常程度不够严重。当监测数据超出包络数据时且持续的时间达到设定时间阈值时，意味着出现了超时报警，此时将监测数据形成的曲线上对应超时报警的点的颜色改变为红色的点，从而提示目标人员当前出现了报警的情况，需要作进一步的处理。对于出现的其他报警级别的报警信息，也可以采用类似的处理方法，在此不再赘述。当然，包络图上对应于发生报警的区域的具体显示方式可以根据用户需求自行设定。

本实施例中，监测装置为安装在数控机床上的驱动器，驱动器用于监测数控机床主轴的电机。容易理解的是，本发明还可以对CNC自动化生产线上的多个设备同时进行监控，也可以对单个设备进行多点监控。

本实施例中，上述CNC自动化生产线加工过程监控装置的各模块的具体功能可以参照上述CNC自动化生产线加工过程监控方法中的对应描述，在此不再赘述。

基于上述实施例，本发明还提供了一种智能终端，其原理框图可以如图4所示。上述智能终端包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口以及显示屏。其中，该智能终端的处理器用于提供计算和控制能力。该智能终端的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和CNC自动化生产线加工过程监控程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和CNC自动化生产线加工过程监控程序的运行提供环境。该智能终端的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该CNC自动化生产线加工过程监控程序被处理器执行时实现上述任意一种CNC自动化生产线加工过程监控方法的步骤。该智能终端的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏。

本领域技术人员可以理解，图4中示出的原理框图，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的智能终端的限定，具体的智能终端可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种智能终端，上述智能终端包括存储器、处理器以及存储在上述存储器上并可在上述处理器上运行的CNC自动化生产线加工过程监控程序，上述CNC自动化生产线加工过程监控程序被上述处理器执行时进行以下操作指令：

获得加工目标工件所用的加工参数；

基于所述目标工件和所述加工参数，获得监测装置预先采集的包络数据；

基于所述加工参数加工所述目标工件；

实时获取所述监测装置的监测数据；

将所述监测数据与所述包络数据同步比较，当比较结果满足设定的报警条件时，生成报警信息并显示在显示装置上。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质上存储有CNC自动化生产线加工过程监控程序，上述CNC自动化生产线加工过程监控程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的任意一种CNC自动化生产线加工过程监控方法的步骤。

应理解，上述实施例中各步骤的序号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，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

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，即将上述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，并不用于限制本发明的保护范围。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。

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实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。这些功能究竟是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法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，上述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以由另外的划分方式，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。

上述集成的模块/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存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述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，上述计算机程序包括计算机程序代码，上述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。上述计算机可读介质可以包括：能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，上述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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，并不是相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.CNC自动化生产线加工过程监控方法，其特征在于，包括：

获得加工目标工件所用的加工参数；

基于所述目标工件和所述加工参数，获得监测装置预先采集的包络数据；

基于所述加工参数加工所述目标工件；

实时获取所述监测装置的监测数据；

将所述监测数据与所述包络数据同步比较，当比较结果满足设定的报警条件时，生成报警信息并显示在显示装置上。

2.如权利要求1所述的CNC自动化生产线加工过程监控方法，其特征在于，所述监测装置预先采集所述包络数据的步骤，包括：

使用新的刀具，基于所述加工参数加工所述目标工件；

实时获取所述监测装置的第二监测数据；

根据所述第二监测数据获得所述包络数据。

3.如权利要求2所述的CNC自动化生产线加工过程监控方法，其特征在于，所述根据所述第二监测数据获得所述包络数据，包括：

根据所述第二监测数据获得上包络数据和下包络数据；

组合所述上包络数据和所述下包络数据获得所述包络数据。

4.如权利要求1所述的CNC自动化生产线加工过程监控方法，其特征在于，所述实时获取所述监测装置的监测数据后，还包括：

将所述包络数据和所述监测数据同步显示在所述显示装置上。

5.如权利要求1所述的CNC自动化生产线加工过程监控方法，其特征在于，所述将所述监测数据与所述包络数据同步比较，包括：

获取设定的比较节点；

当加工过程达到所述比较节点时，将所述监测数据与所述包络数据同步比较。

6.如权利要求1所述的CNC自动化生产线加工过程监控方法，其特征在于，所述将所述监测数据与所述包络数据同步比较，包括：

基于所述包络数据，获得与加工过程同步的节点数据；

当所述监测数据超过所述节点数据达到设定极值时，设定比较结果为幅值报警；

当所述监测数据超过所述节点数据达到设定幅度时，设定比较结果为超区报警；

当所述监测数据超过所述节点数据，且持续时间累计达到设定时间阈值时，设定比较结果为超时报警；

当所述监测数据超过所述节点数据，设定比较结果为警告。

7.CNC自动化生产线加工过程监控装置，其特征在于，包括：

加工参数获取模块，用于获得加工目标工件所用的加工参数；

包络数据获取模块，用于基于所述目标工件和所述加工参数，获得监测装置预先采集的包络数据；

运行模块，用于基于所述加工参数加工所述目标工件；

监测模块，用于实时获取所述监测装置的监测数据；

报警信息生成模块，用于将所述监测数据与所述包络数据同步比较，当比较结果满足设定的报警条件时，生成报警信息并显示在显示装置上。

8.如权利要求7所述CNC自动化生产线加工过程监控装置，其特征在于，所述监测装置为安装在数控机床上的驱动器，所述驱动器用于监测数控机床主轴的电机。

9.智能终端，其特征在于，所述智能终端包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的CNC自动化生产线加工过程监控程序，所述CNC自动化生产线加工过程监控程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述CNC自动化生产线加工过程监控方法的步骤。

10.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上存储有CNC自动化生产线加工过程监控程序，所述CNC自动化生产线加工过程监控程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述CNC自动化生产线加工过程监控方法的步骤。

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