CN114367719B - 高速电弧铣削加工机床安全防护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于特种加工领域，具体地，涉及一种高速电弧铣削加工机床安全防护方法及系统。高速电弧铣削加工机床安全防护方法，包括三个步骤：高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时检测，高速电弧铣削加工机床安全防护性能数据处理与分级，高速电弧铣削加工机床安全防护操作执行。高速电弧铣削加工机床安全防护系统，包含七个部分：鉴权安全防护信息采集子系统、环境安全防护信息采集子系统、人身安全防护信息采集子系统、设备安全防护信息采集子系统、加工安全防护信息采集子系统、安全防护整体信息采集与处理子系统、安全防护信息提示报警与执行子系统。实施本发明，可以实现对高速电弧铣削加工机床的全方位安全防护。

Description

高速电弧铣削加工机床安全防护方法及系统

技术领域

本发明属于特种加工领域，具体地，涉及一种高速电弧铣削加工机床安全防护方法及系统。

背景技术

高速电弧铣削加工机床是一种利用高速电弧放电产生的巨大能量进行材料去除的特种铣削加工机床。区别于普通铣削加工机床，其不利用铣削刀具与工件之间的切削力进行材料去除，而是使用高速电弧铣削加工电源产生的高能电弧进行放电材料去除。

高速电弧铣削加工机床运行时会产生较大的放电能量，如不能进行有效及时的安全防护操作，会威胁人体健康。另外，在不同工作条件下，随着加工过程的进行，还可能影响工作液的水质、产生废气污染，未及时处理的废气、废液会威胁环境和人体健康。高速电弧铣削加工机床相较于普通机床有较大的差别，现有技术尚无有效的解决方案，对高速电弧铣削加工机床进行全方位安全防护具有重要意义。因此，亟需一种高速电弧铣削加工机床安全防护方法及系统。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种高速电弧铣削加工机床安全防护方法及系统。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，一种高速电弧铣削加工机床安全防护方法，包括三个步骤：

S1：高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时检测。针对高速电弧铣削加工机床的鉴权安全防护、环境安全防护、人身安全防护、设备安全防护、加工安全防护，实时获取各个安全防护模块的实时数据。

S2：高速电弧铣削加工机床安全防护性能数据处理与分级。对获取的高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时数据进行数据分析，界定各个模块的正常工作状态与非正常工作状态。针对分析后的高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时数据，给出安全防护分级。

S3：高速电弧铣削加工机床安全防护操作执行。根据不同的安全防护分级，执行相应的安全防护操作，实现高速电弧铣削加工机床的安全防护。

按照本发明的另一方面，一种高速电弧铣削加工机床安全防护系统，包括鉴权安全防护信息采集子系统、环境安全防护信息采集子系统、人身安全防护信息采集子系统、设备安全防护信息采集子系统、加工安全防护信息采集子系统、安全防护整体信息采集与处理子系统，以及安全防护信息提示报警与执行子系统。

鉴权安全防护信息采集子系统包括用户身份鉴权数据采集单元、数据传输鉴权数据采集单元、通讯网络鉴权数据采集单元。

环境安全防护信息采集子系统包括工作液液位数据采集单元、工作液水质数据采集单元、大气污染物数据采集单元、颗粒物粉尘数据采集单元。

人身安全防护信息采集子系统包括机床门开启关闭数据采集单元、机床与操作者间距离红外测距数据采集单元、伺服运动启停数据采集单元、电弧铣削加工极间电压数据采集单元。

设备安全防护信息采集子系统包括工业用电输入数据采集单元、设备急停报警数据采集单元、机床工作台工件夹具夹紧数据采集单元、机床主轴工具电极夹具夹紧数据采集单元、电弧铣削加工的电源工作状态数据采集单元。

加工安全防护信息采集子系统包括电弧铣削加工的启停状态数据采集单元、电弧铣削加工程序安全验证状态数据采集单元、电弧铣削加工数据采集系统状态数据采集单元。

相对于现有技术，本发明的有效增益效果是：高速电弧铣削加工机床安全防护方法及系统针对高速电弧铣削加工机床的不同模块分别进行数据检测、处理分级，以及安全防护操作的执行。通过鉴权安全、环境安全、人身安全、设备安全、加工安全等多个方面的全面分析，实现对高速电弧铣削加工机床的全方位安全防护。

附图说明

图1是高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时检测步骤示意图；

图2是高速电弧铣削加工机床安全防护性能数据处理与分级步骤示意图；

图3是高速电弧铣削加工机床安全防护操作执行步骤示意图；

图4是高速电弧铣削加工机床安全防护系统示意图；

图中，101、鉴权安全防护信息采集子系统，102、环境安全防护信息采集子系统，103、人身安全防护信息采集子系统，104、设备安全防护信息采集子系统，105、加工安全防护信息采集子系统，106、安全防护整体信息采集与处理子系统，107、安全防护信息提示报警与执行子系统，108、用户身份鉴权数据采集单元，109、数据传输鉴权数据采集单元，110、通讯网络鉴权数据采集单元，111、操作系统用户身份认证模块，112、用户身份鉴权状态数据，113、操作系统数据转换模块，114、数据传输鉴权状态数据，115、通讯网络数据校验模块，116、通讯网络鉴权状态数据，117、鉴权安全防护信息，118、工作液液位数据采集单元，119、工作液水质数据采集单元，120、大气污染物数据采集单元，121、颗粒物粉尘数据采集单元，122、机床工作液循环装置的液位指示器，123、工作液液位数据，124、机床工作液循环装置的水质检测器，125、工作液水质数据，126、废气净化装置的大气污染物指示器，127、大气污染物数据，128、废气净化装置的颗粒物粉尘指示器，129、颗粒物粉尘数据，130、环境安全防护信息，131、机床门开启关闭数据采集单元，132、机床与操作者间距离红外测距数据采集单元，133、伺服运动启停数据采集单元，134、电弧铣削加工极间电压数据采集单元，135、机床门传感器，136、机床门开启关闭状态数据，137、红外测距传感器，138、机床与操作间距离数据，139、机床控制系统伺服控制模块，140、伺服运动启停数据，141、工具电极，142、工件，143、电弧铣削加工极间电压数据，144、人身安全防护信息，145、工业用电输入数据采集单元，146、设备急停报警数据采集单元，147、机床工作台工件夹具夹紧数据采集单元，148、机床主轴工具电极夹具夹紧数据采集单元，149、电弧铣削加工的电源工作状态数据采集单元，150、工业用电输入状态指示模块，151、工业用电输入数据，152、机床设备急停报警模块，153、设备急停报警数据，154、机床工作台工件夹具力和扭矩传感器，155、机床工作台工件夹具夹紧数据，156、机床主轴工具电极夹具力和扭矩传感器，157、机床主轴工具电极夹具夹紧数据，158、机床控制系统电源控制模块，159、电弧铣削加工的电源工作状态数据，160、设备安全防护信息，161、电弧铣削加工的启停状态数据采集单元，162、电弧铣削加工程序安全验证状态数据采集单元，163、电弧铣削加工数据采集系统状态数据采集单元，164、机床的控制系统加工启停模块，165、电弧铣削加工的启停状态数据，166、加工程序安全验证模块，167、电弧铣削加工程序安全验证状态数据，168、电弧铣削加工数据采集系统，169、电弧铣削加工数据采集系统的工作运行状态数据，170、加工安全防护信息，171、信息提示，172、报警，173、执行安全防护，174、安全防护信息提示模块，175、防盗警铃模块，176、机床状态显示灯模块，177、安全防护执行模块。

具体实施方式

下面以具体实施例结合附图对本发明做详细说明，此处所提供的实施例仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

高速电弧铣削加工机床安全防护方法，包含三个步骤：

S1：高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时检测。针对高速电弧铣削加工机床的鉴权安全防护、环境安全防护、人身安全防护、设备安全防护、加工安全防护，实时获取各个安全防护模块的实时数据。

如图1所示，高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时检测的具体步骤为：

S101：针对高速电弧铣削加工机床鉴权安全防护，实时检测高速电弧铣削加工机床的用户身份鉴权状态、数据传输鉴权状态、通讯网络鉴权状态，获取鉴权安全防护模块实时数据。

S102：针对高速电弧铣削加工机床环境安全防护，实时检测高速电弧铣削加工机床的工作液液位数值、工作液水质数值、大气污染物数值、颗粒物粉尘数值，获取环境安全防护模块实时数据。

S103：针对高速电弧铣削加工机床人身安全防护，实时检测高速电弧铣削加工机床的机床门的开启关闭状态、机床与操作者间红外测距状态、机床伺服运动的启停状态、电弧铣削加工的极间电压数值，获取人身安全防护模块实时数据。

S104：针对高速电弧铣削加工机床设备安全防护，实时检测高速电弧铣削加工机床的工业用电输入状态、设备急停报警状态、机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态、电弧铣削加工的电源工作状态，获取设备安全防护模块实时数据。

S105：针对高速电弧铣削加工机床加工安全防护，实时检测高速电弧铣削加工机床的电弧铣削加工的启停状态、电弧铣削加工程序安全验证状态、电弧铣削加工数据采集系统状态，获取加工安全防护模块实时数据。

S2：高速电弧铣削加工机床安全防护性能数据处理与分级。对获取的高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时数据进行数据分析，界定各个模块的正常工作状态与非正常工作状态。针对分析后的高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时数据，给出安全防护分级。

如图2所示，高速电弧铣削加工机床安全防护性能数据处理与分级的具体步骤为：

S201：对获取的高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时数据进行数据分析，该步骤的具体实现如下：

①在机床处于任意阶段时，鉴权安全防护模块的正常工作状态为：用户身份鉴权状态、数据传输鉴权状态、通讯网络鉴权状态处于正常状态；环境安全防护模块的正常工作状态为：工作液液位数值、工作液水质数值、大气污染物数值、颗粒物粉尘数值处于正常范围。

②在机床处于待机阶段时，人身安全防护模块的正常工作状态为：机床门的开启关闭状态、机床与操作者间红外测距状态处于任意状态，机床伺服运动的启停状态处于停止状态，电弧铣削加工的极间电压数值处于最低值；

设备安全防护模块的正常工作状态为：工业用电输入状态处于正常状态，设备急停报警状态处于非报警状态，机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态处于任意状态，电弧铣削加工的电源工作状态处于未上电状态；

加工安全防护模块的正常工作状态为：电弧铣削加工的启停状态处于停止状态、电弧铣削加工程序安全验证状态处于任意状态，电弧铣削加工数据采集系统状态处于停止状态。

③在机床处于加工准备阶段时，人身安全防护模块的正常工作状态为：机床门的开启关闭状态处于关闭状态，机床与操作者间红外测距状态处于安全范围，机床伺服运动的启停状态处于等待启动状态，电弧铣削加工的极间电压数值处于最低值；

设备安全防护模块的正常工作状态为：工业用电输入状态处于正常状态，设备急停报警状态处于非报警状态，机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态处于夹紧状态，电弧铣削加工的电源工作状态处于等待上电状态；

加工安全防护模块的正常工作状态为：电弧铣削加工的启停状态处于等待启动状态，电弧铣削加工程序安全验证状态处于安全状态，电弧铣削加工数据采集系统状态处于运行状态。

④在机床处于电弧加工阶段时，人身安全防护模块的正常工作状态为：机床门的开启关闭状态处于关闭状态，机床与操作者间红外测距状态处于安全范围，机床伺服运动的启停状态处于启动状态，电弧铣削加工的极间电压数值处于安全范围；

设备安全防护模块的正常工作状态为：工业用电输入状态处于正常状态，设备急停报警状态处于非报警状态，机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态处于夹紧状态，电弧铣削加工的电源工作状态处于上电状态；

加工安全防护模块的正常工作状态为：电弧铣削加工的启停状态处于启动状态，电弧铣削加工程序安全验证状态处于安全状态，电弧铣削加工数据采集系统状态处于运行状态。

⑤在机床处于停机阶段时，人身安全防护模块的正常工作状态为：机床门的开启关闭状态处于关闭状态，机床与操作者间红外测距状态处于安全范围，机床伺服运动的启停状态处于停止状态，电弧铣削加工的极间电压数值为零；

设备安全防护模块的正常工作状态为：工业用电输入状态处于切断状态，设备急停报警状态处于非报警状态，机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态处于任意状态，电弧铣削加工的电源工作状态处于未上电状态；

加工安全防护模块的正常工作状态为：电弧铣削加工的启停状态处于停止状态，电弧铣削加工程序安全验证状态、电弧铣削加工数据采集系统状态处于停止状态。

S202：针对分析后的高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时数据，给出安全防护分级，该步骤的具体实现如下：

①当鉴权安全防护模块、环境安全防护模块、人身安全防护模块、设备安全防护模块、加工安全防护模块处于正常工作状态时，不给出报警信号。

②当鉴权安全防护模块处于非正常工作状态时，给出一级红色报警信号。

③当环境安全防护模块处于非正常工作状态时，给出二级橙色报警信号。

④当人身安全防护模块处于非正常工作状态时，给出一级红色报警信号。

⑤当设备安全防护模块处于非正常工作状态时，给出一级红色报警信号。

⑥当加工安全防护模块处于非正常工作状态时，给出三级黄色报警信号。

S3：高速电弧铣削加工机床安全防护操作执行。根据不同的安全防护分级，执行相应的安全防护操作，实现高速电弧铣削加工机床的安全防护。

如图3所示，高速电弧铣削加工机床安全防护操作执行的具体步骤为：

S301：接到鉴权安全防护一级红色报警信号时，触发防盗警铃，冻结操作者的控制系统操作权限，停止所有部件运动状态，通知管理者进行确认处理。

S302：接到环境安全防护二级橙色报警信号时，提示操作者实施暂停加工操作，突出显示当前工作液液位数值、工作液水质数值、大气污染物数值、颗粒物粉尘数值中的异常状态信息，通知管理者进行工作液循环装置滤芯更换、新工作液添置、废气净化装置耗材更换等操作。

S303：接到人身安全防护一级红色报警信号时，突出显示机床门的开启关闭状态、机床与操作者间红外测距状态、机床伺服运动的启停状态、电弧铣削加工的极间电压数值中的异常状态信息，断开电弧铣削加工的电源，停止所有部件运动状态，触发警铃，通知管理者进行确认处理。

S304：接到设备安全防护一级红色报警信号时，突出显示工业用电输入状态、设备急停报警状态、机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态、电弧铣削加工的电源工作状态中的异常状态信息，断开电弧铣削加工的电源，停止所有部件运动状态，等待操作者进行修复处理。

S305：接到加工安全防护三级黄色报警信号时，突出显示当前电弧铣削加工的启停状态、电弧铣削加工程序安全验证状态、电弧铣削加工数据采集系统状态中的异常状态信息，通知操作者进行加工过程暂停、加工过程回溯、加工程序调整、工作液流量调整等在线人工干预操作和更换工具电极、更换加工工件等离线人工干预操作。

如图4所示，高速电弧铣削加工机床安全防护系统包含七个部分：鉴权安全防护信息采集子系统101、环境安全防护信息采集子系统102、人身安全防护信息采集子系统103、设备安全防护信息采集子系统104、加工安全防护信息采集子系统105、安全防护整体信息采集与处理子系统106、安全防护信息提示报警与执行子系统107。

鉴权安全防护信息采集子系统101包括用户身份鉴权数据采集单元108、数据传输鉴权数据采集单元109、通讯网络鉴权数据采集单元110；用户身份鉴权数据采集单元108与操作系统用户身份认证模块111相连，用于对操作者的用户身份进行鉴权，计算得到可供人眼识别的身份识别明码和可供机器识别的身份识别暗码，显示于操作系统界面，采集用户身份鉴权状态数据112；数据传输鉴权数据采集单元109与操作系统数据转换模块113相连，用于校验机床端发送出和接收到的数据合法性和身份识别暗码的合法性，进行整合传输，防止数据被篡改和数据丢失，采集数据传输鉴权状态数据114；通讯网络鉴权数据采集单元110与通讯网络数据校验模块115相连，用于校验通讯网络数据合法性，防止非法指令数据入侵，采集通讯网络鉴权状态数据116；鉴权安全防护信息采集子系统101通过线缆与安全防护整体信息采集子系统106相连，将采集到的鉴权安全防护信息117传输到安全防护整体信息采集与处理子系统106中。

环境安全防护信息采集子系统102包括工作液液位数据采集单元118、工作液水质数据采集单元119、大气污染物数据采集单元120、颗粒物粉尘数据采集单元121；工作液液位数据采集单元118通过线缆与机床工作液循环装置的液位指示器122相连，采集工作液液位数据123；工作液水质数据采集单元119通过线缆与机床工作液循环装置的水质检测器124相连，采集工作液水质数据125；大气污染物数据采集单元120通过线缆与废气净化装置的大气污染物指示器126相连，采集大气污染物数据127；颗粒物粉尘数据采集单元121通过线缆与废气净化装置的颗粒物粉尘指示器128相连，采集颗粒物粉尘数据129；环境安全防护信息采集子系统102通过线缆与安全防护整体信息采集子系统106相连，将采集到的环境安全防护信息130传输到安全防护整体信息采集与处理子系统106中。

人身安全防护信息采集子系统103包括机床门开启关闭数据采集单元131、机床与操作者间距离红外测距数据采集单元132、伺服运动启停数据采集单元133、电弧铣削加工极间电压数据采集单元134；机床门开启关闭数据采集单元131通过线缆与机床门传感器135相连，采集机床门开启关闭状态数据136；机床与操作者间距离红外测距数据采集单元132通过线缆与红外测距传感器137相连，采集机床与操作间距离数据138；伺服运动启停数据采集单元133通过线缆与机床控制系统伺服控制模块139相连，采集伺服运动启停数据140；电弧铣削加工极间电压数据采集单元134通过线缆分别与工具电极141和工件142相连，采集电弧铣削加工极间电压数据143；人身安全防护信息采集子系统103通过线缆与安全防护整体信息采集子系统106相连，将采集到的人身安全防护信息144传输到安全防护整体信息采集与处理子系统106中。

设备安全防护信息采集子系统104包括工业用电输入数据采集单元145、设备急停报警数据采集单元146、机床工作台工件夹具夹紧数据采集单元147、机床主轴工具电极夹具夹紧数据采集单元148、电弧铣削加工的电源工作状态数据采集单元149；工业用电输入数据采集单元145通过线缆与工业用电输入状态指示模块150相连，采集工业用电输入数据151，包括实际输入电压数值与实际负载电流数值；设备急停报警数据采集单元146与机床设备急停报警模块152相连，采集设备急停报警数据153，包括人工急停信号和设备安全防护自动急停信号；机床工作台工件夹具夹紧数据采集单元147通过线缆与机床工作台工件夹具力和扭矩传感器154相连，采集机床工作台工件夹具夹紧数据155；机床主轴工具电极夹具夹紧数据采集单元148通过线缆与机床主轴工具电极夹具力和扭矩传感器156相连，采集机床主轴工具电极夹具夹紧数据157；电弧铣削加工的电源工作状态数据采集单元149通过线缆与机床控制系统电源控制模块158相连，采集电弧铣削加工的电源工作状态数据159，包括电源的上电与断电状态；设备安全防护信息采集子系统104与安全防护整体信息采集子系统106相连，将采集到的设备安全防护信息160传输到安全防护整体信息采集与处理子系统106中。

加工安全防护信息采集子系统105包括电弧铣削加工的启停状态数据采集单元161、电弧铣削加工程序安全验证状态数据采集单元162、电弧铣削加工数据采集系统状态数据采集单元163；电弧铣削加工的启停状态数据采集单元161通过线缆与机床的控制系统加工启停模块164相连，采集电弧铣削加工的启停状态数据165；电弧铣削加工程序安全验证状态数据采集单元162通过线缆与加工程序安全验证模块166相连，采集电弧铣削加工程序安全验证状态数据167；电弧铣削加工数据采集系统状态数据采集单元163通过线缆与电弧铣削加工数据采集系统168相连，采集电弧铣削加工数据采集系统的工作运行状态数据169；加工安全防护信息采集子系统105与安全防护整体信息采集子系统106相连，将采集到的加工安全防护信息170传输到安全防护整体信息采集与处理子系统106中。

安全防护整体信息采集与处理子系统106通过线缆与安全防护信息提示报警与执行子系统107通过线缆相连；安全防护整体信息采集与处理子系统106对鉴权安全防护信息117、环境安全防护信息130、人身安全防护信息144、设备安全防护信息160、加工安全信息进行数据处理与分级170；根据分级情况通过安全防护信息提示报警与执行子系统107进行信息提示171、报警172，执行安全防护173操作；安全防护信息提示报警与执行子系统107包含安全防护信息提示模块174、防盗警铃模块175、机床状态显示灯模块176、安全防护执行模块177。

Claims (7)

1.高速电弧铣削加工机床安全防护方法，其特征在于：包含三个步骤：

S1：高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时检测：针对高速电弧铣削加工机床的鉴权安全防护、环境安全防护、人身安全防护、设备安全防护、加工安全防护，实时获取各个安全防护模块的实时数据；

高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时检测的具体步骤为：

S101：针对高速电弧铣削加工机床鉴权安全防护，实时检测高速电弧铣削加工机床的用户身份鉴权状态、数据传输鉴权状态、通讯网络鉴权状态，获取鉴权安全防护模块实时数据；

S102：针对高速电弧铣削加工机床环境安全防护，实时检测高速电弧铣削加工机床的工作液液位数值、工作液水质数值、大气污染物数值、颗粒物粉尘数值，获取环境安全防护模块实时数据；

S103：针对高速电弧铣削加工机床人身安全防护，实时检测高速电弧铣削加工机床的机床门的开启关闭状态、机床与操作者间红外测距状态、机床伺服运动的启停状态、电弧铣削加工的极间电压数值，获取人身安全防护模块实时数据；

S104：针对高速电弧铣削加工机床设备安全防护，实时检测高速电弧铣削加工机床的工业用电输入状态、设备急停报警状态、机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态、电弧铣削加工的电源工作状态，获取设备安全防护模块实时数据；

S105：针对高速电弧铣削加工机床加工安全防护，实时检测高速电弧铣削加工机床的电弧铣削加工的启停状态、电弧铣削加工程序安全验证状态、电弧铣削加工数据采集系统状态，获取加工安全防护模块实时数据；

S2：高速电弧铣削加工机床安全防护性能数据处理与分级：对获取的高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时数据进行数据分析，界定各个模块的正常工作状态与非正常工作状态；针对分析后的高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时数据，给出安全防护分级；

高速电弧铣削加工机床安全防护性能数据处理与分级的具体步骤为：

S201：对获取的高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时数据进行数据分析，该步骤的具体实现如下：

①在机床处于任意阶段时，鉴权安全防护模块的正常工作状态为：用户身份鉴权状态、数据传输鉴权状态、通讯网络鉴权状态处于正常状态；环境安全防护模块的正常工作状态为：工作液液位数值、工作液水质数值、大气污染物数值、颗粒物粉尘数值处于正常范围；

②在机床处于待机阶段时，人身安全防护模块的正常工作状态为：机床门的开启关闭状态、机床与操作者间红外测距状态处于任意状态，机床伺服运动的启停状态处于停止状态，电弧铣削加工的极间电压数值处于最低值；

设备安全防护模块的正常工作状态为：工业用电输入状态处于正常状态，设备急停报警状态处于非报警状态，机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态处于任意状态，电弧铣削加工的电源工作状态处于未上电状态；

加工安全防护模块的正常工作状态为：电弧铣削加工的启停状态处于停止状态、电弧铣削加工程序安全验证状态处于任意状态，电弧铣削加工数据采集系统状态处于停止状态；

③在机床处于加工准备阶段时，人身安全防护模块的正常工作状态为：机床门的开启关闭状态处于关闭状态，机床与操作者间红外测距状态处于安全范围，机床伺服运动的启停状态处于等待启动状态，电弧铣削加工的极间电压数值处于最低值；

设备安全防护模块的正常工作状态为：工业用电输入状态处于正常状态，设备急停报警状态处于非报警状态，机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态处于夹紧状态，电弧铣削加工的电源工作状态处于等待上电状态；

加工安全防护模块的正常工作状态为：电弧铣削加工的启停状态处于等待启动状态，电弧铣削加工程序安全验证状态处于安全状态，电弧铣削加工数据采集系统状态处于运行状态；

④在机床处于电弧加工阶段时，人身安全防护模块的正常工作状态为：机床门的开启关闭状态处于关闭状态，机床与操作者间红外测距状态处于安全范围，机床伺服运动的启停状态处于启动状态，电弧铣削加工的极间电压数值处于安全范围；

设备安全防护模块的正常工作状态为：工业用电输入状态处于正常状态，设备急停报警状态处于非报警状态，机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态处于夹紧状态，电弧铣削加工的电源工作状态处于上电状态；

加工安全防护模块的正常工作状态为：电弧铣削加工的启停状态处于启动状态，电弧铣削加工程序安全验证状态处于安全状态，电弧铣削加工数据采集系统状态处于运行状态；

⑤在机床处于停机阶段时，人身安全防护模块的正常工作状态为：机床门的开启关闭状态处于关闭状态，机床与操作者间红外测距状态处于安全范围，机床伺服运动的启停状态处于停止状态，电弧铣削加工的极间电压数值为零；

设备安全防护模块的正常工作状态为：工业用电输入状态处于切断状态，设备急停报警状态处于非报警状态，机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态处于任意状态，电弧铣削加工的电源工作状态处于未上电状态；

加工安全防护模块的正常工作状态为：电弧铣削加工的启停状态处于停止状态，电弧铣削加工程序安全验证状态、电弧铣削加工数据采集系统状态处于停止状态；

S202：针对分析后的高速电弧铣削加工机床安全防护性能实时数据，给出安全防护分级，该步骤的具体实现如下：

①当鉴权安全防护模块、环境安全防护模块、人身安全防护模块、设备安全防护模块、加工安全防护模块处于正常工作状态时，不给出报警信号；

②当鉴权安全防护模块处于非正常工作状态时，给出一级红色报警信号；

③当环境安全防护模块处于非正常工作状态时，给出二级橙色报警信号；

④当人身安全防护模块处于非正常工作状态时，给出一级红色报警信号；

⑤当设备安全防护模块处于非正常工作状态时，给出一级红色报警信号；

⑥当加工安全防护模块处于非正常工作状态时，给出三级黄色报警信号；

S3：高速电弧铣削加工机床安全防护操作执行：根据不同的安全防护分级，执行相应的安全防护操作，实现高速电弧铣削加工机床的安全防护；

高速电弧铣削加工机床安全防护操作执行的具体步骤为：

S301：接到鉴权安全防护一级红色报警信号时，触发防盗警铃，冻结操作者的控制系统操作权限，停止所有部件运动状态，通知管理者进行确认处理；

S302：接到环境安全防护二级橙色报警信号时，提示操作者实施暂停加工操作，突出显示当前工作液液位数值、工作液水质数值、大气污染物数值、颗粒物粉尘数值中的异常状态信息，通知管理者进行工作液循环装置滤芯更换、新工作液添置、废气净化装置耗材更换的操作；

S303：接到人身安全防护一级红色报警信号时，突出显示机床门的开启关闭状态、机床与操作者间红外测距状态、机床伺服运动的启停状态、电弧铣削加工的极间电压数值中的异常状态信息，断开电弧铣削加工的电源，停止所有部件运动状态，触发警铃，通知管理者进行确认处理；

S304：接到设备安全防护一级红色报警信号时，突出显示工业用电输入状态、设备急停报警状态、机床工作台工件夹具夹紧状态、机床主轴工具电极夹具夹紧状态、电弧铣削加工的电源工作状态中的异常状态信息，断开电弧铣削加工的电源，停止所有部件运动状态，等待操作者进行修复处理；

S305：接到加工安全防护三级黄色报警信号时，突出显示当前电弧铣削加工的启停状态、电弧铣削加工程序安全验证状态、电弧铣削加工数据采集系统状态中的异常状态信息，通知操作者进行加工过程暂停、加工过程回溯、加工程序调整、工作液流量调整的在线人工干预操作和更换工具电极、更换加工工件的离线人工干预操作；

高速电弧铣削加工机床安全防护方法，应用于高速电弧铣削加工机床安全防护系统上，该系统包含七个部分：鉴权安全防护信息采集子系统、环境安全防护信息采集子系统、人身安全防护信息采集子系统、设备安全防护信息采集子系统、加工安全防护信息采集子系统、安全防护整体信息采集与处理子系统、安全防护信息提示报警与执行子系统。

2.根据权利要求1所述的高速电弧铣削加工机床安全防护方法，其特征在于：鉴权安全防护信息采集子系统包括用户身份鉴权数据采集单元、数据传输鉴权数据采集单元、通讯网络鉴权数据采集单元；用户身份鉴权数据采集单元与操作系统用户身份认证模块相连，用于对操作者的用户身份进行鉴权，计算得到可供人眼识别的身份识别明码和可供机器识别的身份识别暗码，显示于操作系统界面，采集用户身份鉴权状态数据；数据传输鉴权数据采集单元与操作系统数据转换模块相连，用于校验机床端发送出和接收到的数据合法性和身份识别暗码的合法性，进行整合传输，防止数据被篡改和数据丢失，采集数据传输鉴权状态数据；通讯网络鉴权数据采集单元与通讯网络数据校验模块相连，用于校验通讯网络数据合法性，防止非法指令数据入侵，采集通讯网络鉴权状态数据；鉴权安全防护信息采集子系统通过线缆与安全防护整体信息采集子系统相连，将采集到的鉴权安全防护信息传输到安全防护整体信息采集与处理子系统中。

3.根据权利要求1所述的高速电弧铣削加工机床安全防护方法，其特征在于：环境安全防护信息采集子系统包括工作液液位数据采集单元、工作液水质数据采集单元、大气污染物数据采集单元、颗粒物粉尘数据采集单元；工作液液位数据采集单元通过线缆与机床工作液循环装置的液位指示器相连，采集工作液液位数据；工作液水质数据采集单元通过线缆与机床工作液循环装置的水质检测器相连，采集工作液水质数据；大气污染物数据采集单元通过线缆与废气净化装置的大气污染物指示器相连，采集大气污染物数据；颗粒物粉尘数据采集单元通过线缆与废气净化装置的颗粒物粉尘指示器相连，采集颗粒物粉尘数据；环境安全防护信息采集子系统通过线缆与安全防护整体信息采集子系统相连，将采集到的环境安全防护信息传输到安全防护整体信息采集与处理子系统中。

4.根据权利要求1所述的高速电弧铣削加工机床安全防护方法，其特征在于：人身安全防护信息采集子系统包括机床门开启关闭数据采集单元、机床与操作者间距离红外测距数据采集单元、伺服运动启停数据采集单元、电弧铣削加工极间电压数据采集单元；机床门开启关闭数据采集单元通过线缆与机床门传感器相连，采集机床门开启关闭状态数据；机床与操作者间距离红外测距数据采集单元通过线缆与红外测距传感器相连，采集机床与操作间距离数据；伺服运动启停数据采集单元通过线缆与机床控制系统伺服控制模块相连，采集伺服运动启停数据；电弧铣削加工极间电压数据采集单元通过线缆分别与工具电极和工件相连，采集电弧铣削加工极间电压数据；人身安全防护信息采集子系统通过线缆与安全防护整体信息采集子系统相连，将采集到的人身安全防护信息传输到安全防护整体信息采集与处理子系统中。

5.根据权利要求1所述的高速电弧铣削加工机床安全防护方法，其特征在于：设备安全防护信息采集子系统包括工业用电输入数据采集单元、设备急停报警数据采集单元、机床工作台工件夹具夹紧数据采集单元、机床主轴工具电极夹具夹紧数据采集单元、电弧铣削加工的电源工作状态数据采集单元；工业用电输入数据采集单元通过线缆与工业用电输入状态指示模块相连，采集工业用电输入数据，包括实际输入电压数值与实际负载电流数值；设备急停报警数据采集单元与机床设备急停报警模块相连，采集设备急停报警数据，包括人工急停信号和设备安全防护自动急停信号；机床工作台工件夹具夹紧数据采集单元通过线缆与机床工作台工件夹具力和扭矩传感器相连，采集机床工作台工件夹具夹紧数据；机床主轴工具电极夹具夹紧数据采集单元通过线缆与机床主轴工具电极夹具力和扭矩传感器相连，采集机床主轴工具电极夹具夹紧数据；电弧铣削加工的电源工作状态数据采集单元通过线缆与机床控制系统电源控制模块相连，采集电弧铣削加工的电源工作状态数据，包括电源的上电与断电状态；设备安全防护信息采集子系统与安全防护整体信息采集子系统相连，将采集到的设备安全防护信息传输到安全防护整体信息采集与处理子系统中。

6.根据权利要求1所述的高速电弧铣削加工机床安全防护方法，其特征在于：加工安全防护信息采集子系统包括电弧铣削加工的启停状态数据采集单元、电弧铣削加工程序安全验证状态数据采集单元、电弧铣削加工数据采集系统状态数据采集单元；电弧铣削加工的启停状态数据采集单元通过线缆与机床的控制系统加工启停模块相连，采集电弧铣削加工的启停状态数据；电弧铣削加工程序安全验证状态数据采集单元通过线缆与加工程序安全验证模块相连，采集电弧铣削加工程序安全验证状态数据；电弧铣削加工数据采集系统状态数据采集单元通过线缆与电弧铣削加工数据采集系统相连，采集电弧铣削加工数据采集系统的工作运行状态数据；加工安全防护信息采集子系统与安全防护整体信息采集子系统相连，将采集到的加工安全防护信息传输到安全防护整体信息采集与处理子系统中。

7.根据权利要求1所述的高速电弧铣削加工机床安全防护方法，其特征在于：安全防护整体信息采集与处理子系统通过线缆与安全防护信息提示报警与执行子系统通过线缆相连；安全防护整体信息采集与处理子系统对鉴权安全防护信息、环境安全防护信息、人身安全防护信息、设备安全防护信息、加工安全信息进行数据处理与分级；根据分级情况通过安全防护信息提示报警与执行子系统进行信息提示、报警，执行安全防护操作；安全防护信息提示报警与执行子系统包含安全防护信息提示模块、防盗警铃模块、机床状态显示灯模块、安全防护执行模块。

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