CN114273976A - 一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统 - Google Patents
一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，包括被加工工件数控加工参数确定模块、被加工工件数控加工监测模块、数控加工过程调控终端和数控加工效果处理终端，通过对被加工工件确定数控加工参数，并结合被加工工件对应的数控加工参数设置被加工工件数控加工监测模块对被加工工件进行数控加工过程的加工监测和加工完成后的数控加工效果监测，进而根据加工过程监测结果进行加工参数的智能调控，根据数控加工效果监测结果智能判断被加工工件是否加工合格，实现了数控中心对应加工过程的智能化在线监测调控，大大弥补了人工监测调控存在的加工偏差判断准确度不高和加工偏差判断延迟的不足。
Description
技术领域
本发明属于数控加工监控技术领域，尤其涉及一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统。
背景技术
近年来，现代机械制造技术与产业已经进入了新的发展时代,而伴随着传统机械加工车床的淘汰,数控加工中心已经成为了当代机械制造中必不可缺的基础设备。数控加工,就是结合计算机技术,通过程序控制机床加工实现自动化生产的一项技术。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，如铣削、镗削、钻削、攻螺纹、切削螺纹等，其凭借自动化、集中化、柔性化的优势让其在领域中脱颖而出,得到广泛的应用。
由于数控加工中心是完全由机器进行加工操作的，其加工过程中可能存在偏差，例如被加工工件装夹失稳、加工路线偏离等，这种加工偏差很容易影响加工质量，因此需要对数控中心的加工过程进行监测调控。然而目前对数控中心加工过程的监测调控大多是通过人工来操作的，即通过人工对被加工工件的加工工序过程进行查看，以此判断加工过程是否存在加工偏差，并当判断存在加工偏差时，由人工进行偏差参数的调控。这种监测调控方式智能化水平较低，一方面由于人工肉眼的局限性，对加工工序的查看容易存在错误查看的现象，导致加工偏差判断准确度不高；另一方面在人工监测过程中难以实时将眼睛聚焦在被加工工件上，进而导致加工偏差判断出现延迟，进一步致使偏差调控延迟，在这种情况下容易由于最佳调控时机的失去而造成被加工工件的无效加工。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，包括被加工工件数控加工参数确定模块、被加工工件数控加工监测模块、数控加工过程调控终端和数控加工效果处理终端；
所述被加工工件数控加工参数确定模块用于对被加工工件进行加工前的三维图像扫描，并获取被加工工件对应的加工成型效果图纸，进而将被加工工件对应加工前的三维图像与加工成型效果图纸进行对比，从中确定被加工工件对应的数控加工参数；
所述被加工工件数控加工监测模块用于对被加工工件进行数控加工在线监测，其中被加工工件数控加工监测模块包括被加工工件数控加工过程监测模块和被加工工件数控加工效果监测模块；
所述被加工工件数控加工过程监测模块用于对被加工工件进行数控加工过程的加工监测，其中被加工工件数控加工过程监测模块包括加工工序标记单元、加工工序装夹检测单元、加工工序基础加工检测单元、加工工序加工运动检测单元和加工工序进程加工检测单元；
所述加工工序标记单元用于从被加工工件对应的数控加工参数中提取加工工序名称，并将提取的加工工序名称按照加工时机的先后顺序进行编号，依次标记为1,2,...,i,...,n；
所述被加工工件数控加工效果监测模块用于在被加工工件加工完成后，采集被加工工件对应各加工工序对应加工面的加工效果图像，进而从中捕捉加工效果参数，并进行分析，以此评估被加工工件对应各加工工序的加工效果质量系数；
所述数控加工过程调控终端用于根据被加工工件在数控加工过程中的加工监测结果进行智能调控；
所述数控加工效果处理终端用于根据被加工工件对应各加工工序的加工效果质量系数进行分析，从而判断被加工工件是否加工合格。
基于上述改进的技术方案，所述数控加工参数包括加工工序名称及各加工工序对应的指定基础加工参数、指定加工运动参数和指定进程加工参数。
基于上述改进的技术方案，所述指定基础加工参数包括指定加工面图像和指定加工刀具图像，指定加工运动参数包括指定加工切入点三维坐标、指定加工切出点三维坐标和指定加工路线，指定进程加工参数包括机床主轴指定转速和指定进给速度。
基于上述改进的技术方案，所述加工工序装夹检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的装夹检测，其具体检测过程执行以下步骤：
SC1:在被加工工件加工前，在数控中心对应机床的装夹端设置位移传感器，并通过装夹端对被加工工件进行初始装夹，进而在初始装夹结束后，通过位移传感器测量装夹点距离被加工工件中心点的特定装夹距离；
SC2:在被加工工件进行各加工工序的加工过程中通过位移传感器实时采集实际装夹距离；
SC3:将各加工工序对应的实际装夹距离与特定装夹距离进行对比，计算各加工工序对应被加工工件的装夹失稳系数。
基于上述改进的技术方案，所述加工工序基础加工检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的基础加工参数检测，其具体检测过程如下：
SB1:在数控中心上设置监控摄像头，并通过监控摄像头采集被加工工件对应各加工工序的实际加工面和实际加工刀具图像；
SB2:从数控加工参数中提取各加工工序对应的指定基础加工参数，并将各加工工序对应的实际加工面图像和实际加工刀具图像与该加工工序对应的指定基础加工参数进行匹配，从中判别是否存在基础加工参数匹配失败的加工工序。
基于上述改进的技术方案，所述加工工序加工运动检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的加工运动参数检测，其具体检测过程包括：
SR1:通过监控摄像头在被加工工件进行各加工工序的加工过程中采集刀具加工运动视频；
SR2:对采集的刀具加工运动视频分别进行开始加工时间点和结束加工时间点对应的刀具加工运动图像截取，得到各加工工序对应的开始加工时间点和结束加工时间点刀具加工运动图像；
SR3:对各加工工序对应的开始加工时间点刀具加工运动图像进行刀具在工件上的切入位置聚焦，从而得到各加工工序对应刀具在工件上的实际切入点三维坐标；
SR4:对各加工工序对应的结束加工时间点刀具加工运动图像进行刀具在工件上的切出位置聚焦，从而得到各加工工序对应刀具在工件上的实际切出点三维坐标；
SR5:从被加工工件在各加工工序对应的刀具加工运动视频中分析出实际加工运动路线；
SR6:从数控加工参数中提取各加工工序对应的指定加工运动参数，进而将各加工工件对应刀具在工件上的实际切入点三维坐标与指定加工运动参数中的指定切入点三维坐标进行对比，计算得到各加工工序对应的加工切入匹配度，记作ηi，将各加工工件对应刀具在工件上的实际切出点三维坐标与指定加工运动参数中的指定切出点三维坐标进行对比，计算得到各加工工序对应的加工切出匹配度，记作λi；
SR7:将各加工工序对应的实际加工运动路线与指定加工运动参数中的指定加工路线进行重合对比，以此计算各加工工序对应的加工路线匹配度，记作σi；
SR8:将ηi、λi和σi代入综合加工运动匹配度计算公式
得到各加工工序对应的综合加工运动匹配度。
基于上述改进的技术方案，所述加工工序进程加工检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的进程加工参数检测，其具体检测过程如以下步骤：
SP1:在数控中心对应机床的主轴上设置速度传感器，由其分别采集被加工工件在各加工工序加工过程中机床主轴对应的实际进程加工参数；
SP2:从数控加工参数中提取各加工工序对应的指定进程加工参数，进而将被加工工件在各加工工序加工过程中机床主轴对应的实际进程加工参数与指定进程加工参数进行对比，以此计算各加工工序对应的进程加工符合度。
基于上述改进的技术方案，所述加工效果参数包括加工特征对应的形状、面积和数量。
基于上述改进的技术方案，所述智能调控对应的具体操作方法包括以下步骤：
1)将各加工工序对应被加工工件的装夹失稳系数与设定的最小装夹失稳系数进行对比，若某加工工序对应加工工件的装夹失稳系数大于设定的最小装夹失稳系数，则记录该加工工序编号，并反馈装夹失稳预警信号，由装夹端对该加工工序对应的实际装夹距离进行调控；
2)若判别存在某加工工序对应的基础加工参数匹配失败时，记录该加工工序编号，并反馈暂停加工信号，同时调控该加工工序对应的基础加工参数；
3)将各加工工序对应的综合加工运动匹配度与达标值进行对比，若某加工工序对应的综合加工运动匹配度小于达标值，则记录该加工工序编号，并反馈暂停加工信号；
4)将各加工工序对应的进程加工符合度与预设值进行对比，若某加工工序对应的进程加工符合度小于预设值，则记录该加工工序编号，并由机床主轴进行该加工工序对应进程加工参数的调控。
基于上述改进的技术方案，所述判断被加工工件是否加工合格的判断方式为将被加工工件对应各加工工序的加工效果质量系数与预定义的加工效果质量系数阈值进行对比，若所有加工工序对应的加工效果质量系数均大于加工效果质量系数阈值，则判断加工合格，反之判断加工不合格。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明通过对被加工工件进行加工前的三维图像扫描，以此确定被加工工件对应的数控加工参数，并结合被加工工件对应的数控加工参数设置被加工工件数控加工监测模块对被加工工件进行数控加工过程的加工监测和加工完成后的数控加工效果监测，进而根据加工过程监测结果进行加工参数的智能调控，根据数控加工效果监测结果智能判断被加工工件是否加工合格，实现了数控中心对应加工过程的智能化在线监测调控，其智能化监测方式通过借助传感器检测技术和机器视觉技术，有效提高了数控加工监测的精准度和及时度，大大弥补了人工监测调控存在的加工偏差判断准确度不高和加工偏差判断延迟的不足，从而在一定程度上不仅减少了人工监测的管理成本，还提升了数控加工监测的管理水平。
(2)本发明在进行被加工工件对应数控加工过程的加工监测时，融合了对被加工工件在各加工工序的装夹检测、基础加工参数检测、加工运动检测和进程加工参数检测，其检测方式既覆盖了纵向的各加工工序的检测，由覆盖了横向多维度检测指标的检测，实现了被加工工件对应数控加工过程的综合全面监测，其中多维度检测指标避免单一检测指标造成的检测片面性问题，有利于提高检测结果的可靠度。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的系统连接结构示意图；
图2为本发明的被加工工件数控加工监测模块连接结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参看图1，一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，包括被加工工件数控加工参数确定模块、被加工工件数控加工监测模块、数控加工过程调控终端和数控加工效果处理终端。
被加工工件数控加工参数确定模块与被加工工件数控加工监测模块连接，被加工工件数控加工监测模块分别与数控加工过程调控终端和数控加工效果处理终端连接。
被加工工件数控加工参数确定模块用于对被加工工件进行加工前的三维图像扫描，并获取被加工工件对应的加工成型效果图纸，进而将被加工工件对应加工前的三维图像与加工成型效果图纸进行对比，从中确定被加工工件对应的数控加工参数，其中数控加工参数包括加工工序名称及各加工工序对应的指定基础加工参数、指定加工运动参数和指定进程加工参数，所述指定基础加工参数包括指定加工面图像和指定加工刀具图像，指定加工运动参数包括指定加工切入点三维坐标、指定加工切出点三维坐标和指定加工路线，指定进程加工参数包括机床主轴指定转速和指定进给速度。
在本实施例中对被加工工件进行数控加工参数确定，为后续进行被加工工件的数控加工过程监测提供监测方向。
请参看图2，被加工工件数控加工监测模块用于对被加工工件进行数控加工在线监测，其中被加工工件数控加工监测模块包括被加工工件数控加工过程监测模块和被加工工件数控加工效果监测模块。
在本发明的具体实施例中通过将被加工工件的数控加工监测划分为数控加工过程监测和数控加工效果监测，该划分方式能够为被加工工件的数控加工监测提供全周期的监测，有利于保障被加工工件的数控加工监测完整性。
被加工工件数控加工过程监测模块用于对被加工工件进行数控加工过程的加工监测，其中被加工工件数控加工过程监测模块包括加工工序标记单元、加工工序装夹检测单元、加工工序基础加工检测单元、加工工序加工运动检测单元和加工工序进程加工检测单元。
本发明具体实施例在进行被加工工件对应数控加工过程的加工监测时，融合了对被加工工件在各加工工序的装夹检测、基础加工参数检测、加工运动检测和进程加工参数检测，其检测方式既覆盖了纵向的各加工工序的检测，由覆盖了横向多维度检测指标的检测，实现了被加工工件对应数控加工过程的综合全面监测，其中多维度检测指标避免单一检测指标造成的检测片面性问题，有利于提高检测结果的可靠度。
加工工序标记单元用于从被加工工件对应的数控加工参数中提取加工工序名称，并将提取的加工工序名称按照加工时机的先后顺序进行编号，依次标记为1,2,...,i,...,n。
加工工序装夹检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的装夹检测，其具体检测过程执行以下步骤：
SC1:在被加工工件加工前，在数控中心对应机床的装夹端设置位移传感器，并通过装夹端对被加工工件进行初始装夹，进而在初始装夹结束后，通过位移传感器测量装夹点距离被加工工件中心点的特定装夹距离，记作Si；
SC2:在被加工工件进行各加工工序的加工过程中通过位移传感器实时采集实际装夹距离，记作si；
SC3:将各加工工序对应的实际装夹距离与特定装夹距离进行对比，计算各加工工序对应被加工工件的装夹失稳系数,
ξi表示为第i个加工工序对应的装夹失稳系数，Si表示为第i个加工工序对应的特定装夹距离，si表示为第i个加工工序对应的实际装夹距离，其中实际装夹距离与特定装夹距离间隔越大，装夹失稳系数越大，表明装夹失稳程度越高。
加工工序基础加工检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的基础加工参数检测，这里提到的基础加工参数包括加工面图像和加工刀具图像，其具体检测过程如下：
SB1:在数控中心上设置监控摄像头，并通过监控摄像头采集被加工工件对应各加工工序的实际加工面和实际加工刀具图像；
SB2:从数控加工参数中提取各加工工序对应的指定基础加工参数，并将各加工工序对应的实际加工面图像和实际加工刀具图像与该加工工序对应的指定加工面图像和指定加工刀具图像进行匹配，从中判别是否存在基础加工参数匹配失败的加工工序，其具体判断依据为若某加工工序对应的实际加工面图像和实际加工刀具图像中任意一项与该加工工序对应的指定基础加工参数不一致，则判断该加工工序对应的基础加工参数匹配失败，并将不一致的基础加工参数记作偏差基础加工参数。
加工工序加工运动检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的加工运动参数检测，这里提到的加工运动参数包括加工切入点三维坐标、加工切出点三维坐标和加工路线，其具体检测过程包括：
SR1:通过监控摄像头在被加工工件进行各加工工序的加工过程中采集刀具加工运动视频；
SR2:对采集的刀具加工运动视频分别进行开始加工时间点和结束加工时间点对应的刀具加工运动图像截取，得到各加工工序对应的开始加工时间点和结束加工时间点刀具加工运动图像；
SR3:对各加工工序对应的开始加工时间点刀具加工运动图像进行刀具在工件上的切入位置聚焦，从而得到各加工工序对应刀具在工件上的实际切入点三维坐标，记作Ii(x,y,z)；
SR4:对各加工工序对应的结束加工时间点刀具加工运动图像进行刀具在工件上的切出位置聚焦，从而得到各加工工序对应刀具在工件上的实际切出点三维坐标，记住Oi(x,y,z)；
SR5:从被加工工件在各加工工序对应的刀具加工运动视频中分析出实际加工运动路线；
SR6:从数控加工参数中提取各加工工序对应的指定加工运动参数，进而将各加工工件对应刀具在工件上的实际切入点三维坐标与指定加工运动参数中的指定切入点三维坐标进行对比，其中将各加工工序对应的指定切入点三维坐标记作I指定i(x,y,z)，计算得到各加工工序对应的加工切入匹配度，记作ηi，
ηi表示为第i个加工工序对应的加工切入匹配度，Iix、Iiy、Iiz分别表示为第i个加工工序对应刀具在工件上的实际切入点所在x轴、y轴、z轴方向的坐标值，I指定ix、I指定iy、I指定iz分别表示为第i个加工工序对应刀具在工件上的指定切入点所在x轴、y轴、z轴方向的坐标值，其中实际切入点三维坐标与指定切入点三维坐标越接近，加工切入匹配度越大；
将各加工工件对应刀具在工件上的实际切出点三维坐标与指定加工运动参数中的指定切出点三维坐标进行对比，其中将各加工工序对应的指定切出点三维坐标记作O指定i(x,y,z)，计算得到各加工工序对应的加工切出匹配度，记作λi,
λi表示为第i个加工工序对应的加工切出匹配度，Oix、Oix、Oiz分别表示为第i个加工工序对应刀具在工件上的实际切出点所在x轴、y轴、z轴方向的坐标值，O指定ix、O指定iy、O指定iz分别表示为第i个加工工序对应刀具在工件上的指定切出点所在x轴、y轴、z轴方向的坐标值，其中实际切出点三维坐标与指定切出点三维坐标越接近，加工切出匹配度越大；
SR7:将各加工工序对应的实际加工运动路线与指定加工运动参数中的指定加工路线进行重合对比，从中统计重合路线长度，记为li，并获取各加工工序对应指定加工路线的长度，记为Li，由此将各加工工序对应的重合路线长度与该加工工序对应指定加工路线的长度进行对比，计算各加工工序对应的加工路线匹配度
其中σi表示为第i个加工工序对应的加工路线匹配度，li表示为第i个加工工序对应的重合路线长度，Li表示为第i个加工工序对应指定加工路线的长度，其中重合路线长度越大，加工路线匹配度越大；
SR8:分别将加工切入匹配度、加工切出匹配度和加工路线匹配度对应的权重系数记作
并将ηi、λi和σi及权重系数代入综合加工运动匹配度计算公式
得到各加工工序对应的综合加工运动匹配度，ξi表示为第i个加工工序对应的综合加工运动匹配度。
加工工序进程加工检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的进程加工参数检测，这里提到的进程加工参数包括机床主轴转速和进给速度，其具体检测过程如以下步骤：
SP1:在数控中心对应机床的主轴上设置速度传感器，由其分别采集被加工工件在各加工工序加工过程中机床主轴对应的实际进程加工参数，并将采集的实际进程加工参数构成加工工序实际进程加工参数集合Gw(gw1,gw2,...,gwi,...,gwn)，gwi表示为第i个加工工序对应的实际进程加工参数，w表示为实际进程加工参数，w＝r1,r2,r1,r2分别表示为机床主轴实际转速，实际进给速度；
SP2:从数控加工参数中提取各加工工序对应的指定进程加工参数，进而将被加工工件在各加工工序加工过程中机床主轴对应的实际进程加工参数与指定进程加工参数进行对比，以此计算各加工工序对应的进程加工符合度，
δi表示为第i个加工工序对应的进程加工符合度，gr1i、gr2i分别表示为第i个加工工序对应的机床主轴实际转速、实际进给速度，g′r1i、g′r2i分别表示为第i个加工工序对应的机床主轴指定转速、指定进给速度，其中实际进程加工参数与指定进程加工参数越一致，进程加工符合度越大。
被加工工件数控加工效果监测模块用于在被加工工件加工完成后，采集被加工工件对应各加工工序对应加工面的加工效果图像，进而从中捕捉加工效果参数，其中加工效果参数包括加工特征对应的形状、面积和数量，并进行分析，以此评估被加工工件对应各加工工序的加工效果质量系数，其具体评估操作方式如下：
第一步：获取被加工工件对应的加工成型效果图纸，并将其分割为各加工工序对应的指定加工效果图像；
第二步：从各加工工序对应的指定加工效果图像中提取指定加工效果参数，该指定加工效果参数包括加工特征对应的指定形状、指定面积和指定数量；
第三步：将捕捉的各加工工序对应的加工效果参数分别与该加工工序对应的指定加工效果参数进行对比，从中统计出各加工工序中对比一致的加工效果参数数量，记作ki，因而被加工工件对应各加工工序的加工效果质量系数计算公式为
其中ki≤3，由此可见对比一致的加工效果参数数量越大，加工效果质量系数越大，表明加工效果质量越好。
本发明实施例中提到的加工特征具体是指当某加工工序为钻孔时，该加工工序对应的加工特征为钻孔的孔洞，当某加工工序为划线时，该加工工序对应的加工特征为划线的线条。
数控加工过程调控终端用于根据被加工工件在数控加工过程中的加工监测结果进行智能调控，其具体调控操作方法包括以下步骤：
1)将各加工工序对应被加工工件的装夹失稳系数与设定的最小装夹失稳系数进行对比，若某加工工序对应加工工件的装夹失稳系数大于设定的最小装夹失稳系数，则记录该加工工序编号，并反馈装夹失稳预警信号，由装夹端对该加工工序对应的实际装夹距离进行调控；
2)若判别存在某加工工序对应的基础加工参数匹配失败时，记录该加工工序编号，并反馈暂停加工信号，同时根据该加工工序对应的偏差基础加工参数进行针对性调控；
3)将各加工工序对应的综合加工运动匹配度与达标值进行对比，若某加工工序对应的综合加工运动匹配度小于达标值，则记录该加工工序编号，并反馈暂停加工信号；
4)将各加工工序对应的进程加工符合度与预设值进行对比，若某加工工序对应的进程加工符合度小于预设值，则记录该加工工序编号，并由机床主轴进行该加工工序对应进程加工参数的调控。
数控加工效果处理终端用于根据被加工工件对应各加工工序的加工效果质量系数进行分析，从而判断被加工工件是否加工合格，其判断方式为将被加工工件对应各加工工序的加工效果质量系数与预定义的加工效果质量系数阈值进行对比，若所有加工工序对应的加工效果质量系数均大于加工效果质量系数阈值，则判断加工合格，反之判断加工不合格。
本发明通过对被加工工件进行加工前的三维图像扫描，以此确定被加工工件对应的数控加工参数，并结合被加工工件对应的数控加工参数设置被加工工件数控加工监测模块对被加工工件进行数控加工过程的加工监测和加工完成后的数控加工效果监测，进而根据加工过程监测结果进行加工参数的智能调控，根据数控加工效果监测结果智能判断被加工工件是否加工合格，实现了数控中心对应加工过程的智能化在线监测调控，其智能化监测方式通过借助传感器检测技术和机器视觉技术，有效提高了数控加工监测的精准度和及时度，大大弥补了人工监测调控存在的加工偏差判断准确度不高和加工偏差判断延迟的不足，从而在一定程度上不仅减少了人工监测的管理成本，还提升了数控加工监测的管理水平。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，其特征在于：包括被加工工件数控加工参数确定模块、被加工工件数控加工监测模块、数控加工过程调控终端和数控加工效果处理终端；
所述被加工工件数控加工参数确定模块用于对被加工工件进行加工前的三维图像扫描，并获取被加工工件对应的加工成型效果图纸，进而将被加工工件对应加工前的三维图像与加工成型效果图纸进行对比，从中确定被加工工件对应的数控加工参数；
所述被加工工件数控加工监测模块用于对被加工工件进行数控加工在线监测，其中被加工工件数控加工监测模块包括被加工工件数控加工过程监测模块和被加工工件数控加工效果监测模块；
所述被加工工件数控加工过程监测模块用于对被加工工件进行数控加工过程的加工监测，其中被加工工件数控加工过程监测模块包括加工工序标记单元、加工工序装夹检测单元、加工工序基础加工检测单元、加工工序加工运动检测单元和加工工序进程加工检测单元；
所述加工工序标记单元用于从被加工工件对应的数控加工参数中提取加工工序名称，并将提取的加工工序名称按照加工时机的先后顺序进行编号，依次标记为1,2,...,i,...,n；
所述被加工工件数控加工效果监测模块用于在被加工工件加工完成后，采集被加工工件对应各加工工序对应加工面的加工效果图像，进而从中捕捉加工效果参数，并进行分析，以此评估被加工工件对应各加工工序的加工效果质量系数；
所述数控加工过程调控终端用于根据被加工工件在数控加工过程中的加工监测结果进行智能调控；
所述数控加工效果处理终端用于根据被加工工件对应各加工工序的加工效果质量系数进行分析，从而判断被加工工件是否加工合格。
2.根据权利要求1所述的一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，其特征在于：所述数控加工参数包括加工工序名称及各加工工序对应的指定基础加工参数、指定加工运动参数和指定进程加工参数。
3.根据权利要求2所述的一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，其特征在于：所述指定基础加工参数包括指定加工面图像和指定加工刀具图像，指定加工运动参数包括指定加工切入点三维坐标、指定加工切出点三维坐标和指定加工路线，指定进程加工参数包括机床主轴指定转速和指定进给速度。
4.根据权利要求1所述的一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，其特征在于：所述加工工序装夹检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的装夹检测，其具体检测过程执行以下步骤：
SC1:在被加工工件加工前，在数控中心对应机床的装夹端设置位移传感器，并通过装夹端对被加工工件进行初始装夹，进而在初始装夹结束后，通过位移传感器测量装夹点距离被加工工件中心点的特定装夹距离；
SC2:在被加工工件进行各加工工序的加工过程中通过位移传感器实时采集实际装夹距离；
SC3:将各加工工序对应的实际装夹距离与特定装夹距离进行对比，计算各加工工序对应被加工工件的装夹失稳系数。
5.根据权利要求1所述的一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，其特征在于：所述加工工序基础加工检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的基础加工参数检测，其具体检测过程如下：
SB1:在数控中心上设置监控摄像头，并通过监控摄像头采集被加工工件对应各加工工序的实际加工面和实际加工刀具图像；
SB2:从数控加工参数中提取各加工工序对应的指定基础加工参数，并将各加工工序对应的实际加工面图像和实际加工刀具图像与该加工工序对应的指定基础加工参数进行匹配，从中判别是否存在基础加工参数匹配失败的加工工序。
6.根据权利要求1所述的一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，其特征在于：所述加工工序加工运动检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的加工运动参数检测，其具体检测过程包括：
SR1:通过监控摄像头在被加工工件进行各加工工序的加工过程中采集刀具加工运动视频；
SR2:对采集的刀具加工运动视频分别进行开始加工时间点和结束加工时间点对应的刀具加工运动图像截取，得到各加工工序对应的开始加工时间点和结束加工时间点刀具加工运动图像；
SR3:对各加工工序对应的开始加工时间点刀具加工运动图像进行刀具在工件上的切入位置聚焦，从而得到各加工工序对应刀具在工件上的实际切入点三维坐标；
SR4:对各加工工序对应的结束加工时间点刀具加工运动图像进行刀具在工件上的切出位置聚焦，从而得到各加工工序对应刀具在工件上的实际切出点三维坐标；
SR5:从被加工工件在各加工工序对应的刀具加工运动视频中分析出实际加工运动路线；
SR6:从数控加工参数中提取各加工工序对应的指定加工运动参数，进而将各加工工件对应刀具在工件上的实际切入点三维坐标与指定加工运动参数中的指定切入点三维坐标进行对比，计算得到各加工工序对应的加工切入匹配度，记作ηi，将各加工工件对应刀具在工件上的实际切出点三维坐标与指定加工运动参数中的指定切出点三维坐标进行对比，计算得到各加工工序对应的加工切出匹配度，记作λi；
SR7:将各加工工序对应的实际加工运动路线与指定加工运动参数中的指定加工路线进行重合对比，以此计算各加工工序对应的加工路线匹配度，记作σi；
SR8:将ηi、λi和σi代入综合加工运动匹配度计算公式
得到各加工工序对应的综合加工运动匹配度。
7.根据权利要求1所述的一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，其特征在于：所述加工工序进程加工检测单元用于对被加工工件进行各加工工序的进程加工参数检测，其具体检测过程如以下步骤：
SP1:在数控中心对应机床的主轴上设置速度传感器，由其分别采集被加工工件在各加工工序加工过程中机床主轴对应的实际进程加工参数；
SP2:从数控加工参数中提取各加工工序对应的指定进程加工参数，进而将被加工工件在各加工工序加工过程中机床主轴对应的实际进程加工参数与指定进程加工参数进行对比，以此计算各加工工序对应的进程加工符合度。
8.根据权利要求1所述的一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，其特征在于：所述加工效果参数包括加工特征对应的形状、面积和数量。
9.根据权利要求1所述的一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，其特征在于：所述智能调控对应的具体操作方法包括以下步骤：
1)将各加工工序对应被加工工件的装夹失稳系数与设定的最小装夹失稳系数进行对比，若某加工工序对应加工工件的装夹失稳系数大于设定的最小装夹失稳系数，则记录该加工工序编号，并反馈装夹失稳预警信号，由装夹端对该加工工序对应的实际装夹距离进行调控；
2)若判别存在某加工工序对应的基础加工参数匹配失败时，记录该加工工序编号，并反馈暂停加工信号，同时调控该加工工序对应的基础加工参数；
3)将各加工工序对应的综合加工运动匹配度与达标值进行对比，若某加工工序对应的综合加工运动匹配度小于达标值，则记录该加工工序编号，并反馈暂停加工信号；
4)将各加工工序对应的进程加工符合度与预设值进行对比，若某加工工序对应的进程加工符合度小于预设值，则记录该加工工序编号，并由机床主轴进行该加工工序对应进程加工参数的调控。
10.根据权利要求1所述的一种数控加工中心在线监测智能调控管理云系统，其特征在于：所述判断被加工工件是否加工合格的判断方式为将被加工工件对应各加工工序的加工效果质量系数与预定义的加工效果质量系数阈值进行对比，若所有加工工序对应的加工效果质量系数均大于加工效果质量系数阈值，则判断加工合格，反之判断加工不合格。
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