CN115685879B - 机床状态调整方法、装置、设备、机床、介质 - Google Patents

机床状态调整方法、装置、设备、机床、介质 Download PDF

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CN115685879B CN202310010541.1A CN202310010541A CN115685879B CN 115685879 B CN115685879 B CN 115685879B CN 202310010541 A CN202310010541 A CN 202310010541A CN 115685879 B CN115685879 B CN 115685879B
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Abstract

本申请涉及机加工设备控制领域，提供一种机床状态调整方法、装置、设备、机床、介质及程序产品，方法包括：基于机床的轴系特征信息集确定机床的健康状态；若确定机床的健康状态为亚健康状态，则基于轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集；基于异常特征信息集，对机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态。本申请通过机床的轴系特征信息集确定机床的健康状态，在确定机床的健康状态为亚健康状态时，确定导致机床进入亚健康状态的异常特征信息集，并基于异常特征信息集对机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态，避免出现机床处于亚健康状态下仍满负荷运行的情况，可以提高机床的工作效率。

Description

机床状态调整方法、装置、设备、机床、介质
技术领域
本申请涉及机加工设备控制领域，尤其涉及一种机床状态调整方法、装置、设备、机床、介质及程序产品。
背景技术
现有机加工设备比如机床，在进行生产制造的过程中，不可避免地会受到内部因素波动。而内部因素波动会改变机床的健康状态以及影响加工工件的品质和节拍。通常机床只有正常运行与异常报警两种状态，而机床在运行时实际上可能处于正常与异常之间的亚健康状态。而处于亚健康状态下的机床仍会满负荷运行，导致机床的工作效率低下。
发明内容
本申请旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种机床状态调整方法，可以解决处于亚健康状态下的机床仍会满负荷运行，导致机床的工作效率低下的问题。
本申请还提出一种机床状态调整装置、电子设备、机床、存储介质和计算机程序产品。
根据本申请第一方面实施例的机床状态调整方法，包括：
基于机床的轴系特征信息集确定所述机床的健康状态；
若确定所述机床的健康状态为亚健康状态，则基于所述轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集；其中，所述亚健康状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，至少一特征信息的健康度小于健康度阈值时的运行状态；
基于所述异常特征信息集，对所述机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态；其中，所述正常状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，所有特征信息的健康度均大于或等于所述健康度阈值时的运行状态。
根据本申请实施例的机床状态调整方法，通过机床的轴系特征信息集快速确定机床的健康状态，并在确定机床的健康状态为亚健康状态时，准确地确定出导致机床进入亚健康状态的异常特征信息集，使得可以基于异常特征信息集对机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态，避免出现机床处于亚健康状态下仍满负荷运行的情况，可以提高机床的工作效率。
根据本申请的一个实施例，所述基于机床的轴系特征信息集确定所述机床的健康状态，包括：
获取机床的轴系特征信息集；其中，所述轴系特征信息集包括刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集与进给轴系特征信息集；
确定所述刀具主轴系特征信息集中的各特征信息的第一健康度信息集、所述工件主轴系特征信息集中的各特征信息的第二健康度信息集与所述进给轴系特征信息集中的各特征信息的第三健康度信息集；
基于所述第一健康度信息集、所述第二健康度信息集与所述第三健康度信息集，确定所述机床的健康状态。
根据本申请的一个实施例，所述特征信息包括温度信息、振动信息、润滑信息、转速信息、功率信息、压力信息、电流信息中的一项或多项。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述第一健康度信息集、所述第二健康度信息集与所述第三健康度信息集，确定所述机床的健康状态，包括：
将所述第一健康度信息集对应的各健康度、所述第二健康度信息集对应的各健康度、所述第三健康度信息集对应的各健康度中，数值最小的健康度确定为目标健康度；
将所述目标健康度与所述健康度阈值进行比对；
若所述目标健康度小于所述健康度阈值，则确定所述机床的健康状态为亚健康状态。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集，包括：
将基于所述轴系特征信息集确定的第一健康度信息集中的各健康度、第二健康度信息集中的各健康度、第三健康度信息集中的各健康度，分别与所述健康度阈值进行比对；
根据数值小于所述健康度阈值的健康度对应的特征信息生成异常特征信息集。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述异常特征信息集，对所述机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态，包括：
分别确定所述异常特征信息集中各特征信息对应的健康度与所述健康度阈值的差值；
根据各所述差值对所述机床的主轴参数和/或进给轴参数进行调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态。
根据本申请的一个实施例，确定所述机床的健康状态为亚健康状态之后，还包括：
基于所述亚健康状态生成预警事件并基于所述预警事件进行事件预警。
根据本申请第二方面实施例的机床状态调整装置，包括：
确定模块，用于基于机床的轴系特征信息集确定所述机床的健康状态；
定位模块，用于若确定所述机床的健康状态为亚健康状态，则基于所述轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集；其中，所述亚健康状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，至少一特征信息的健康度小于健康度阈值时的运行状态；
调整模块，用于基于所述异常特征信息集，对所述机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态；其中，所述正常状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，所有特征信息的健康度均大于或等于所述健康度阈值时的运行状态。
根据本申请第三方面实施例的电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述机床状态调整方法。
根据本申请第四方面实施例的机床，包括机床本体、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述机床状态调整方法。
根据本申请第五方面实施例的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述机床状态调整方法。
根据本申请第六方面实施例的计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述机床状态调整方法。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
通过机床的轴系特征信息集快速确定机床的健康状态，并在确定机床的健康状态为亚健康状态时，准确地确定出导致机床进入亚健康状态的异常特征信息集，使得可以基于异常特征信息集对机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态，避免出现机床处于亚健康状态下仍满负荷运行的情况，可以提高机床的工作效率。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的机床状态调整方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的机床状态调整方法中步骤110的具体流程示意图；
图3是本申请实施例提供的机床状态调整方法中步骤120的具体流程示意图；
图4是本申请实施例提供的机床状态调整方法中步骤130的具体流程示意图；
图5是本申请实施例提供的机床状态调整装置的结构示意图；
图6是本申请提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不能用来限制本申请的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
申请人在创造性本申请的过程中，考虑了如下方面：
一般机加工设备比如机床（主要是车床、铣床、磨床、镗床、钻床和拉床），在制造过程中，不可避免地受到外部因素干扰和内部因素波动。外部干扰因素如外部环境温度（及温度梯度）、大气压、湿度，地基的振动和下沉等的变化，还有工件毛坯几何尺寸不同（供应商不同引起的毛坯尺寸和材料差异、同一供应商不同批次的毛坯和材料差异），或者上道工序的加工误差等。
内部因素如机床性能衰退像刀具主轴系的刀具磨损、主轴转速差异、空间几何精度（直线度、平行度、垂直度等）漂移、直线轴系的定位精度、重复定位精度变化、夹具精度差异；内部因素的工艺参数漂移/改变：主轴转速、进给速率(Cut feed)和切削深度（Depth ofCut）等。
这些外部因素干扰和内部因素波动会改变机床的健康状态以及影响加工工件的品质和节拍。通常数控机床自身只有报警、非报警两种状态感知、没有亚健康状态检测功能；当处于亚健康状态时，一般就没有人为或自动干预、比如减少机床负载，停机检测等，也就是说处于亚健康状态的机床仍带病满负荷运行，这会减少机床寿命及不利于加工工件的品质保证等。
例如对于典型铣床，通常由下述部件组成，机床本体：床身、立柱，装载刀具的旋转主轴系统（刀具主轴）：主轴电机、主轴箱（主轴+轴承+齿轮箱）；伺服进给轴系统（X/Y/Z轴）：伺服电机+螺母滚珠丝杆副+直线滚动导轨副；自动换刀系统（ATC）/自动交换工作台系统（APC）；液压&冷却系统&润滑系统&气动系统；CNC(Computernumericalcontrol，计算机数字控制机床)控制驱动系统：CNC控制器+PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）+伺服驱动器+旋转编码器/直线光栅检测；机床电气系统；机床附属装置包括机床上下料装置、机械手、工业机器人等机床附加装置。
基于上述考虑，申请人提出了本申请的各实施例。
本申请针对机床的内部因素波动提供一种机床状态调整方法；图1是本申请实施例提供的机床状态调整方法的流程示意图，如图1所示，该机床状态调整方法包括：
步骤110，基于机床的轴系特征信息集确定机床的健康状态。
需要说明的是，本申请实施例提供的机床状态调整方法的执行主体可以是计算机设备，例如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机（ultra-mobile personal computer，UMPC）、上网本或者个人数字助理（personaldigital assistant，PDA）等。其中，计算机设备可以作为机床控制器、机床控制系统或上位机，对车床、铣床、磨床、镗床、钻床和拉床等机床进行控制，并可以获取机床中各部件在运行时的信息。
本申请中机床可以包括主轴与进给轴，其中主轴可以包括刀具主轴系与工件主轴系，进给轴可以包括进给轴系。本申请中机床还可以为特种加工机床、用于机器人制造应用的机床等，可以用于如机器人焊接、机器人去毛刺打磨抛光等。
本申请中轴系特征信息集可以包括刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集与进给轴系特征信息集。轴系特征信息集中的特征信息可以包括温度信息、振动信息、润滑信息、转速信息、功率信息、压力信息、电流信息中的一项或多项。
本申请中机床的健康状态至少可以包括正常状态与亚健康状态。
其中，正常状态为刀具主轴系特征信息集对应的各特征信息、工件主轴系特征信息集对应的各特征信息与进给轴系特征信息集对应的各特征信息等所有特征信息中，所有特征信息的健康度均大于或等于健康度阈值时的运行状态。
亚健康状态可以为机床在刀具主轴系特征信息集对应的各特征信息、工件主轴系特征信息集对应的各特征信息与进给轴系特征信息集对应的各特征信息等所有特征信息中，至少一特征信息的健康度小于健康度阈值时的运行状态。
本申请中刀具主轴系特征信息集可以包括主轴温度信息、主轴振动信息、主轴润滑信息、主轴转速信息、电机速度信息、电机振动信息、电机功率信息等。
主轴温度信息可以包括温度绝对值、升温速度等特征信息。
主轴振动信息可以包括振动速度、冲击因子、轴承包络谱等特征信息。
主轴润滑信息可以包括滴油动作识别结果、每分钟滴油速度等特征信息。
主轴转速信息可以包括是否稳态、稳态下转速平均值、打滑识别结果等特征信息。
电机温度信息可以包括温度绝对值、升温速度等特征信息。
电机振动信息可以包括速度有效值等特征信息。
电机功率可以包括最大功率、功率波形分析结果等特征信息。
本申请中工件主轴系特征信息集可以包括主轴温度信息、主轴振动信息、主轴转速信息、电机速度信息、电机振动信息、液压卡盘压力等信息。
主轴温度信息可以包括温度绝对值、升温速度等特征信息。
主轴振动信息可以包括振动速度、冲击因子等特征信息。
主轴转速信息可以包括是否稳态、稳态下速度范围、打滑识别结果等特征信息。
电机温度信息可以包括温度绝对值、升温速度等特征信息。
电机振动信息可以包括速度等特征信息。
液压卡盘压力信息可以包括压力最大值、压力波形是否正常的结果等特征信息。
本申请中进给轴系特征信息集可以包括X轴电机电流信息、Z轴电机电流信息等。
X轴电机电流信息与Z轴电机电流信息均可以包括区间最大值、电流波形等特征信息。
步骤120，若确定机床的健康状态为亚健康状态，则基于轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集。
本实施例中异常特征定位可以通过计算机床的轴系特征信息集中所有特征信息的健康度，并将各健康度与健康度阈值进行比较实现。
在比较后，可以将各健康度中小于健康度阈值的健康度对应的特征信息，确定为异常特征信息集。
其中，健康度阈值为可以根据实际需求设置的数值。
步骤130，基于异常特征信息集，对机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态。
本申请在得到异常特征信息集后，可以根据异常特征信息集自适应调整机床主轴参数，或调整机床进给轴参数，或调整机床主轴参数与进给轴参数，由此使得调整后的机床的健康状态为正常状态。避免机床在亚健康状态下仍满负荷运行，使得机床能够输出合格品质的工件；延长机床寿命；减少非计划停机次数和时间。
根据本申请实施例的机床状态调整方法，通过机床的轴系特征信息集快速确定机床的健康状态，并在确定机床的健康状态为亚健康状态时，准确地确定出导致机床进入亚健康状态的异常特征信息集，使得可以基于异常特征信息集对机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态，避免出现机床处于亚健康状态下仍满负荷运行的情况，可以提高机床的工作效率。
采用本申请的机床状态调整方法，即使机床处于亚健康状态，通过进行状态调整，使得机床能够输出合格品质的工件；同时延长机床寿命，以及减少非计划停机次数和时间。
基于上述实施例，图2是本申请实施例提供的机床状态调整方法中步骤110的具体流程示意图，如图2所示，上述步骤110可以包括：
步骤111，获取机床的轴系特征信息集；
本申请可以通过给机床主要部件安装转速、润滑、功率、温度、振动、电流、流量和压力等传感器和/或从数控机床控制器直接采样上述数据，进而得到机床的刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集与进给轴系特征信息集等轴系特征信息集。
即，本申请可以通过各种传感器获取机床的各类参数并形成刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集与进给轴系特征信息集等轴系特征信息集。
也可以通过数控机床控制器直接采样机床的各类参数并形成刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集与进给轴系特征信息集等轴系特征信息集。
还可以同时通过各种传感器与数控机床控制器获取机床的各类参数并形成刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集与进给轴系特征信息集等轴系特征信息集。
步骤112，确定刀具主轴系特征信息集中的各特征信息的第一健康度信息集、工件主轴系特征信息集中的各特征信息的第二健康度信息集与进给轴系特征信息集中的各特征信息的第三健康度信息集；
本申请中可以分别计算出刀具主轴系特征信息集中各特征信息的健康度，并将由刀具主轴系特征信息集中各特征信息的健康度组成的集合确定为第一健康度信息集。
同时，可以分别计算出工件主轴系特征信息集中各特征信息的健康度，并将由工件主轴系特征信息集中各特征信息的健康度组成的集合确定为第二健康度信息集。
以及，可以分别计算出进给轴系特征信息集中各特征信息的健康度，将由轴系特征信息集中各特征信息的健康度组成的集合确定为第三健康度信息集。
本申请中可以针对数值类型的特征信息设置健康度计算模型，因此可以通过健康度计算模型计算出刀具主轴系特征信息集中各种数值类型的特征信息的健康度。
其中，健康度计算模型中可以设置有如下式所示的健康度计算公式：
Figure SMS_1
其中，HI为Health Index健康度；
Figure SMS_2
为特征信息；wl和al分别为预警阈值和报警 阈值，wl可以根据不同的特征信息进行数值的设置与调整，al可以根据不同的特征信息进 行数值的设置与调整；
Figure SMS_3
为安全系数；int表示整数类型。
其中，安全系数可以为根据每个测点维度的故障失效后果和对生产影响程度，在每个维度评分中设置的权重系数，这种策略既可以充分提示严重风险又同时避免了虚警和误报的产生比例。
本申请还可以针对非数值类的特征信息设置健康度评估模型，因此可以通过健康度评估模型评估刀具主轴系特征信息集中各种非数值类型的特征信息的健康度。
其中，健康度评估模型中可以根据实际需求设置评估各种非数值类型的特征信息健康度的规则。
在得到刀具主轴系特征信息集中所有特征信息的健康度后，可以将刀具主轴系特征信息集中所有特征信息的健康度组成的集合确定为第一健康度信息集。
同时，本申请中可以通过健康度计算模型计算出工件主轴系特征信息集中各种数值类型的特征信息的健康度。
以及可以通过健康度评估模型评估工件主轴系特征信息集中各种非数值类型的特征信息的健康度。
在得到工件主轴系特征信息集中所有特征信息的健康度后，可以将工件主轴系特征信息集中所有特征信息的健康度组成的集合确定为第二健康度信息集。
以及，本申请中可以通过健康度计算模型计算出进给轴系特征信息集中各种数值类型的特征信息的健康度。
以及可以通过健康度评估模型评估进给轴系特征信息集中各种非数值类型的特征信息的健康度。
在得到进给轴系特征信息集中所有特征信息的健康度后，可以将进给轴系特征信息集中所有特征信息的健康度组成的集合确定为第三健康度信息集。
步骤113，基于第一健康度信息集、第二健康度信息集与第三健康度信息集，确定机床的健康状态。
在得到第一健康度信息集、第二健康度信息集以及第三健康度信息集后，本申请可以确定第一健康度信息集中的各健康度、第二健康度信息集中的各健康度以及第三健康度信息集中的各健康度等所有健康度中数值最小的健康度。
进一步地，将确定出的数值最小的健康度与健康度阈值进行比较，根据比较结果确定出机床当前的健康状态。以便于在确定机床当前的健康状态为亚健康状态时可以及时进行状态调整。
基于上述实施例，步骤113包括：
步骤1131，将第一健康度信息集对应的各健康度、第二健康度信息集对应的各健康度、第三健康度信息集对应的各健康度中，数值最小的健康度确定为目标健康度；
本申请中，可以将第一健康度信息集对应的各健康度、第二健康度信息集对应的各健康度、第三健康度信息集对应的各健康度等所有健康度中，数值最小的健康度确定为目标健康度。
步骤1132，将目标健康度与健康度阈值进行比对；
本申请可以将目标健康度与健康度阈值进行比对，以此确定目标健康度与健康度阈值之间的大小关系。
步骤1133，若目标健康度小于健康度阈值，则确定机床的健康状态为亚健康状态。
若经比对确定目标健康度小于健康度阈值，说明机床的各特征信息对应的健康度中，数值最小的健康度仍达不到要求，因此可以确定机床的健康状态为亚健康状态。
另一方面，若经比对确定目标健康度大于或等于健康度阈值，说明机床的各特征信息对应的健康度中，数值最小的健康度仍能达到要求，因此可以确定机床的健康状态为正常状态，不需要进行状态调整。
本实施例可以根据机床的轴系特征信息集快速地确定出机床的健康状态，以在确定机床的健康状态为亚健康状态时，对机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态，避免出现机床处于亚健康状态下仍满负荷运行的情况，可以提高机床的工作效率。
基于上述实施例，在确定机床的健康状态为亚健康状态后，还可以包括：
步骤1211，基于亚健康状态生成预警事件并基于预警事件进行事件预警。
本申请在确定机床的健康状态为亚健康状态后，可以将机床处于亚健康状态作为预警事件，并通过IT信息系统如MES将预警事件发送给相关技术人员完成事件预警，使得相关技术人员在确定预警事件后采取行动形成闭环。
可以理解地，相关技术人员在确定预警事件后，可以对经参数调整处于正常状态的机床或已经停机的机床进行修复。
基于上述实施例，图3是本申请实施例提供的机床状态调整方法中步骤120的具体流程示意图，如图3所示，上述步骤120可以包括：
步骤1221，将基于轴系特征信息集确定的第一健康度信息集中的各健康度、第二健康度信息集中的各健康度、第三健康度信息集中的各健康度，分别与健康度阈值进行比对；
由于本申请可以通过健康度计算模型与健康度评估模型分别计算出刀具主轴系特征信息集中的各特征信息、工件主轴系特征信息集中的各特征信息与进给轴系特征信息集等轴系特征信息集中的各特征信息等所有特征信息的健康度，并形成第一健康度信息集、第二健康度信息集、第三健康度信息集。
因此，可以将第一健康度信息集中的健康度、第二健康度信息集中的健康度、第三健康度信息集中的健康度等所有健康度，一一与健康度阈值进行比对，以此确定各健康度与健康度阈值之间的大小关系。
步骤1222，根据数值小于健康度阈值的健康度对应的特征信息生成异常特征信息集。
在比对完成后，确定出数值小于健康度阈值的健康度，由于数值小于健康度阈值即说明健康度较低，因此可以由数值小于健康度阈值的健康度对应的特征信息形成异常特征信息集。
本实施例可以在确定机床的健康状态为亚健康状态时，准确地确定导致机床进入亚健康状态的特征信息并确定为异常特征信息集，以便于后续根据异常特征信息集对机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态，避免出现机床处于亚健康状态下仍满负荷运行的情况，可以提高机床的工作效率。
基于上述实施例，图4是本申请实施例提供的机床状态调整方法中步骤130的具体流程示意图，如图4所示，上述步骤130可以包括：
步骤131，分别确定异常特征信息集中各特征信息对应的健康度与健康度阈值的差值；
步骤132，根据各差值对机床的主轴参数和/或进给轴参数进行调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态。
本申请在确定异常特征信息集后，可以分别计算出异常特征信息集中各特征信息对应的健康度与健康度阈值的差值，并将各差值输入至PID控制器（ProportionIntegration Differentiation，比例-积分-微分控制器），由PID控制器根据各差值对机床的主轴参数和/或进给轴参数进行自适应调整，以此实现对机床健康状态的调整，将机床从亚健康状态调整至正常状态。
例如：本申请中可以调整机床主轴（例如磨床的磨头）转速（单位为RPM）、进给轴进给速度（单位为mm/min）或/和进给量（单位为mm），以使机床能回到正常状态。
其中，进给轴可以是单轴、也可以是多轴联动进给；调整多少个周期应据实际情况而定；调整的主轴转速或和进给速度或和进给量是有范围的，不要影响加工品质或加工周期，要据工艺窗口和DOE（DESIGN OF EXPERIMENT，试验设计）来确定。
本申请中机床控制器包括CNC、PLC和CNC+PLC组合。因此，本申请在进行状态调整时的数据信息流可以为：上位机->通信->PLC->PLC Ladder->主轴/进给轴控制器->主轴/进给轴电机；或者为：上位机->通信->CNC->主轴/进给轴控制器->主轴/进给轴电机。
可以理解地，在完成参数调整后，可以重新确定机床的健康状态，若机床的健康状态仍为亚健康状态，则可以控制机床停机。以在相关人员完成机床修理后重新启动机床。
本申请可以根据异常特征信息集，对机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态，避免出现机床处于亚健康状态下仍满负荷运行的情况，可以提高机床的工作效率。
可以理解地，导致机床状态变化的还可能为外部因素干扰。
其中，外部因素可以包括外部环境温度（及温度梯度）、大气压、湿度，地基的振动和下沉等的变化，工件毛坯几何尺寸不同（供应商不同引起的毛坯尺寸和材料差异、同一供应商不同批次的毛坯和材料差异），上道工序的加工误差等。
因此，本申请中还可以根据上述外部因素设置健康度判别模型。
以获取上述各外部因素，并通过将各外部因素输入健康度判别模型进行健康度判别。在得到健康度判别模型输出的健康度后，通过将健康度与健康度阈值进行比较确定机床的健康状态。
若确定机床的健康状态为亚健康状态，则可以根据健康度与健康度阈值之间的差值结合PID控制器对机床进行状态调整，将机床从亚健康状态调整至正常状态。
在本申请的一些实施例中，可以先进行机床状态检测，确定机床是否在亚健康。若确定机床处于正常状态，则不进行处理；若机床处于异常状态则通知相关技术人员进行修复。
若确定机床在亚健康，则确定是否为刀具主轴、工件主轴、进给主轴亚健康。若不是刀具主轴、工件主轴、进给主轴亚健康，则进行其他子系统亚健康处理。
若是刀具主轴、工件主轴、进给主轴亚健康，则确定是否为上述刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集和/或进给轴系特征信息集导致刀具主轴、工件主轴、进给主轴亚健康。若不是上述刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集和/或进给轴系特征信息集导致刀具主轴、工件主轴、进给主轴亚健康，则进行其他参数导致的亚健康处理。
若是上述刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集和/或进给轴系特征信息集导致刀具主轴、工件主轴、进给主轴亚健康，则进行预警事件生成并通过IT系统如MES通知技相关人员，以通过人工进行检测/维修，使得机床恢复健康。
同时进行亚健康自适应调整算法，使得机床返回“伪”健康状态并等待人工检测/维修，使得机床恢复健康。
若自适应调整失败，则控制机床进入报警状态并停机，同时通过IT系统如MES通知技相关人员，以通过人工进行检测/维修，使得机床恢复健康。
图5是本申请实施例提供的机床状态调整装置的结构示意图，如图5所示，该机床状态调整装置，包括：
确定模块510，用于基于机床的轴系特征信息集确定所述机床的健康状态；
定位模块520，用于若确定所述机床的健康状态为亚健康状态，则基于所述轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集；其中，所述亚健康状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，至少一特征信息的健康度小于健康度阈值时的运行状态；
调整模块530，用于基于所述异常特征信息集，对所述机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态；其中，所述正常状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，所有特征信息的健康度均大于或等于所述健康度阈值时的运行状态。
根据本申请实施例的机床状态调整装置，通过机床的轴系特征信息集快速确定机床的健康状态，并在确定机床的健康状态为亚健康状态时，准确地确定出导致机床进入亚健康状态的异常特征信息集，使得可以基于异常特征信息集对机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态，避免出现机床处于亚健康状态下仍满负荷运行的情况，可以提高机床的工作效率。
基于上述任一实施例，确定模块510具体用于：
获取机床的轴系特征信息集；其中，所述轴系特征信息集包括刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集与进给轴系特征信息集；
确定所述刀具主轴系特征信息集中的各特征信息的第一健康度信息集、所述工件主轴系特征信息集中的各特征信息的第二健康度信息集与所述进给轴系特征信息集中的各特征信息的第三健康度信息集；
基于所述第一健康度信息集、所述第二健康度信息集与所述第三健康度信息集，确定所述机床的健康状态。
基于上述任一实施例，确定模块510包括确定单元，所述确定单元用于：
将所述第一健康度信息集对应的各健康度、所述第二健康度信息集对应的各健康度、所述第三健康度信息集对应的各健康度中，数值最小的健康度确定为目标健康度；
将所述目标健康度与所述健康度阈值进行比对；
若所述目标健康度小于所述健康度阈值，则确定所述机床的健康状态为亚健康状态。
基于上述任一实施例，定位模块520具体用于：
将基于所述轴系特征信息集确定的第一健康度信息集中的各健康度、第二健康度信息集中的各健康度、第三健康度信息集中的各健康度，分别与所述健康度阈值进行比对；
根据数值小于所述健康度阈值的健康度对应的特征信息生成异常特征信息集。
基于上述任一实施例，定位模块520具体还用于：
基于所述亚健康状态生成预警事件并基于所述预警事件进行事件预警。
基于上述任一实施例，调整模块530具体用于：
分别确定所述异常特征信息集中各特征信息对应的健康度与所述健康度阈值的差值；
根据各所述差值对所述机床的主轴参数和/或进给轴参数进行调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态。
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行如下方法：基于机床的轴系特征信息集确定所述机床的健康状态；
若确定所述机床的健康状态为亚健康状态，则基于所述轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集；其中，所述亚健康状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，至少一特征信息的健康度小于健康度阈值时的运行状态；
基于所述异常特征信息集，对所述机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态；其中，所述正常状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，所有特征信息的健康度均大于或等于所述健康度阈值时的运行状态。
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过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取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本申请实施例公开一种机床，包括机床本体、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：基于机床的轴系特征信息集确定所述机床的健康状态；
若确定所述机床的健康状态为亚健康状态，则基于所述轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集；其中，所述亚健康状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，至少一特征信息的健康度小于健康度阈值时的运行状态；
基于所述异常特征信息集，对所述机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态；其中，所述正常状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，所有特征信息的健康度均大于或等于所述健康度阈值时的运行状态。
另一方面，本申请实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：基于机床的轴系特征信息集确定所述机床的健康状态；
若确定所述机床的健康状态为亚健康状态，则基于所述轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集；其中，所述亚健康状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，至少一特征信息的健康度小于健康度阈值时的运行状态；
基于所述异常特征信息集，对所述机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态；其中，所述正常状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，所有特征信息的健康度均大于或等于所述健康度阈值时的运行状态。
又一方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法，例如包括：基于机床的轴系特征信息集确定所述机床的健康状态；
若确定所述机床的健康状态为亚健康状态，则基于所述轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集；其中，所述亚健康状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，至少一特征信息的健康度小于健康度阈值时的运行状态；
基于所述异常特征信息集，对所述机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态；其中，所述正常状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，所有特征信息的健康度均大于或等于所述健康度阈值时的运行状态。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是，以上实施方式仅用于说明本申请，而非对本申请的限制。尽管参照实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本申请的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种机床状态调整方法，其特征在于，包括：
基于机床的轴系特征信息集确定所述机床的健康状态；
若确定所述机床的健康状态为亚健康状态，则基于所述轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集；其中，所述亚健康状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，至少一特征信息的健康度小于健康度阈值时的运行状态；
基于所述异常特征信息集，对所述机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态；其中，所述正常状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，所有特征信息的健康度均大于或等于所述健康度阈值时的运行状态；
其中，所述基于机床的轴系特征信息集确定所述机床的健康状态，包括：
获取机床的轴系特征信息集；其中，所述轴系特征信息集包括刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集与进给轴系特征信息集；
确定所述刀具主轴系特征信息集中的各特征信息的第一健康度信息集、所述工件主轴系特征信息集中的各特征信息的第二健康度信息集与所述进给轴系特征信息集中的各特征信息的第三健康度信息集；
基于所述第一健康度信息集、所述第二健康度信息集与所述第三健康度信息集，确定所述机床的健康状态；
其中，所述第一健康度信息集、所述第二健康度信息集、所述第三健康度信息集是通过健康度计算模型和/或健康度评估模型确定的；
其中，所述健康度计算模型中设置有如下所示的健康度计算公式：
Figure QLYQS_1
；
其中，HI为Health Index健康度；
Figure QLYQS_2
为特征信息；/>
Figure QLYQS_3
和/>
Figure QLYQS_4
分别为预警阈值和报警阈值，/>
Figure QLYQS_5
可以根据不同的特征信息进行数值的设置与调整，/>
Figure QLYQS_6
可以根据不同的特征信息进行数值的设置与调整；/>
Figure QLYQS_7
为安全系数；/>
Figure QLYQS_8
表示整数类型。
2.根据权利要求1所述的机床状态调整方法，其特征在于，所述特征信息包括温度信息、振动信息、润滑信息、转速信息、功率信息、压力信息、电流信息中的一项或多项。
3.根据权利要求1所述的机床状态调整方法，其特征在于，所述基于所述第一健康度信息集、所述第二健康度信息集与所述第三健康度信息集，确定所述机床的健康状态，包括：
将所述第一健康度信息集对应的各健康度、所述第二健康度信息集对应的各健康度、所述第三健康度信息集对应的各健康度中，数值最小的健康度确定为目标健康度；
将所述目标健康度与所述健康度阈值进行比对；
若所述目标健康度小于所述健康度阈值，则确定所述机床的健康状态为亚健康状态。
4.根据权利要求1所述的机床状态调整方法，其特征在于，所述基于所述轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集，包括：
将基于所述轴系特征信息集确定的第一健康度信息集中的各健康度、第二健康度信息集中的各健康度、第三健康度信息集中的各健康度，分别与所述健康度阈值进行比对；
根据数值小于所述健康度阈值的健康度对应的特征信息生成异常特征信息集。
5.根据权利要求3所述的机床状态调整方法，其特征在于，所述基于所述异常特征信息集，对所述机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态，包括：
分别确定所述异常特征信息集中各特征信息对应的健康度与所述健康度阈值的差值；
根据各所述差值对所述机床的主轴参数和/或进给轴参数进行调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态。
6.根据权利要求1所述的机床状态调整方法，其特征在于，确定所述机床的健康状态为亚健康状态之后，还包括：
基于所述亚健康状态生成预警事件并基于所述预警事件进行事件预警。
7.一种机床状态调整装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于基于机床的轴系特征信息集确定所述机床的健康状态；
定位模块，用于若确定所述机床的健康状态为亚健康状态，则基于所述轴系特征信息集进行异常特征定位，得到异常特征信息集；其中，所述亚健康状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，至少一特征信息的健康度小于健康度阈值时的运行状态；
调整模块，用于基于所述异常特征信息集，对所述机床进行参数调整，以使得调整后的机床的健康状态为正常状态；其中，所述正常状态为在所述轴系特征信息集的所有特征信息中，所有特征信息的健康度均大于或等于所述健康度阈值时的运行状态；
所述确定模块，还用于获取机床的轴系特征信息集；其中，所述轴系特征信息集包括刀具主轴系特征信息集、工件主轴系特征信息集与进给轴系特征信息集；确定所述刀具主轴系特征信息集中的各特征信息的第一健康度信息集、所述工件主轴系特征信息集中的各特征信息的第二健康度信息集与所述进给轴系特征信息集中的各特征信息的第三健康度信息集；基于所述第一健康度信息集、所述第二健康度信息集与所述第三健康度信息集，确定所述机床的健康状态；其中，所述第一健康度信息集、所述第二健康度信息集、所述第三健康度信息集是通过健康度计算模型和/或健康度评估模型确定的；
其中，所述健康度计算模型中设置有如下所示的健康度计算公式：
Figure QLYQS_9
；
其中，HI为Health Index健康度；
Figure QLYQS_10
为特征信息；/>
Figure QLYQS_11
和/>
Figure QLYQS_12
分别为预警阈值和报警阈值，/>
Figure QLYQS_13
可以根据不同的特征信息进行数值的设置与调整，/>
Figure QLYQS_14
可以根据不同的特征信息进行数值的设置与调整；/>
Figure QLYQS_15
为安全系数；/>
Figure QLYQS_16
表示整数类型。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述机床状态调整方法。
9.一种机床，包括机床本体、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述机床状态调整方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述机床状态调整方法。
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