CN115903659A - 一种数控设备智能监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制调节技术领域，具体涉及一种数控设备智能监控方法及系统，用于解决现有的数控机床监控系统无法准确且及时地监控到数控设备发生异常，不及时检修并继续使用易于造成严重的经济损失的问题；该智能监控系统，包括产品分析模块、智能监控平台、设备监测模块、设备分析模块以及异常警报模块；该监控方法通过产品以及数控设备的异常情况对数控设备进行判定，在产品出现异常后就能立即发现，并且对数控设备进行监控，经过二次监控与判定使得准确率高，而且可以实现在线实时监控，智能化程度高、异常发现速度快，避免造成严重的经济损失。

Description

一种数控设备智能监控方法及系统

技术领域

本发明涉及控制调节技术领域，具体涉及一种数控设备智能监控方法及系统。

背景技术

数控设备是一种装有程序控制系统的高精度、高效率的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来，数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，由于数控机床结构复杂、系统智能、故障多样，一旦发生故障，故障维修难度大大增加，从而导致故障维修周期和维修费用增加，故障造成的损失也在增大，因此，申请号为CN201911345616.1的专利公开了一种数控机床监控系统，包括设于机床上用于监测机床零部件状态的检测单元、用于数据管理的云端；所述云端预存有机床日常保养项目及故障诊断的所有设定数据，所述检测单元将检测到的机床零部件的状态信息传递给云端，云端通过检测单元获取的机床零部件的实际数据与预存的设定数据比对识别出结果，结果通过显示终端显示，实现数控机床的维护保养与故障诊断，所述云端用于保存多台数控机床的健康状态的数据，实现多台数控机床的远程监控；由于构建了云端，将检测到的数据上传到云端，云端保留工厂内的接入云端的所有的机床健康状态信息，利用无线或者蓝牙技术，将终端如手机，电脑等，连接到云端，但仍然存在以下不足之处：该数控机床监控系统无法准确且及时地监控到数控设备发生异常，不及时检修并继续使用易于造成严重的经济损失。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种数控设备智能监控方法及系统：通过产品分析模块将产品进行检测，获得不合比、产时差，通过智能监控平台根据不合比、产时差获得异常值，并根据异常值生成异常检修指令，通过设备监测模块接收到异常检修指令后采集数控设备的监控参数，通过设备分析模块根据监控参数获得监控系数，并根据监控系数生成检修指令，通过异常警报模块接收到检修指令后响起异常警报铃并进行警报，解决了现有的数控机床监控系统无法准确且及时地监控到数控设备发生异常，不及时检修并继续使用易于造成严重的经济损失的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种数控设备智能监控系统，包括：

产品分析模块，用于将产品进行检测，获得不合比BH、产时差CS，并将不合比BH、产时差CS发送至智能监控平台；

智能监控平台，用于根据不合比BH、产时差CS获得异常值YC，并根据异常值YC生成异常检修指令，并将异常检修指令发送至设备监测模块；

设备监测模块，用于接收到异常检修指令后采集数控设备的监控参数，并将监控参数发送至设备分析模块；其中，监控参数包括流压值LY、温强值WQ、频幅值PF以及启用值QY；

设备分析模块，用于根据监控参数获得监控系数JK，并根据监控系数JK生成检修指令，并将检修指令发送至异常警报模块；

异常警报模块，用于接收到检修指令后响起异常警报铃并进行警报。

作为本发明进一步的方案：所述产品分析模块获得不合比BH、产时差CS的具体过程如下：

将产品进行检测，获取单位时间内产品合格数和产品不合格数，并将其分别标记为合格值HZ和不合值BH，获取不合值BH、合格值HZ之间的比值并将其标记为不合比BH；

获取最近一次不合格的产品出现的时间与当前时间的时间差并将其标记为产时差CS；

将不合比BH、产时差CS发送至智能监控平台。

作为本发明进一步的方案：所述智能监控平台获得异常值YC的具体过程如下：

将不合比BH、产时差CS代入公式得到异常值YC，其中，s1、s2分别为不合比BH、产时差CS的预设比例系数，且s1+s2=1，取s1=0.58，s2=0.42；

将异常值YC与异常阈值YCy进行比较：若异常值YC＞异常阈值YCy，则生成异常检修指令，并将异常检修指令发送至设备监测模块。

作为本发明进一步的方案：所述设备监测模块采集监控参数的具体过程如下：

接收到异常检修指令后实时采集数控设备的工作电流和工作电压并将其分别标记为电流值DL、电压值DY，获取数控设备的额定电流和额定电压并将其分别标记为额流值EL、额压值EY，获取电流值DL、额流值EL之间的差值并将其标记为流差值LC，获取电压值DY、额压值EY之间的差值并将其标记为压差值YC，获取流差值LC、压差值YC的乘积并将其标记为流压值LY；

实时采集数控设备的表面处的温度以及声音强度并将其分别标记为温度值WD以及音强值YQ，获取为温度值WD、音强值YQ的乘积并将其标记为温强值WQ；

实时采集数控设备的振动频率以及振动幅度并将其分别标记为动频值DP以及动幅值DF，获取动频值DP、动幅值DF的乘积并将其标记为频幅值PF；

获取数控设备的生产时间与当前时间的时间差并将其标记为产时值CS，获取数控设备的启动次数并将其标记为启次值QC，获取数控设备的运行总时长并将其标记为运时值YS，将产时值CS、启次值QC以及运时值YS代入公式得到启用值QY，其中，r1、r2以及r3分别为产时值CS、启次值QC以及运时值YS的预设比例系数，且r1+r2+r3=1，取r1=0.19，r2=0.42，r3=0.39；

将流压值LY、温强值WQ、频幅值PF以及启用值QY发送至设备分析模块。

作为本发明进一步的方案：所述设备分析模块获得监控系数JK的具体过程如下：

将流压值LY、温强值WQ、频幅值PF以及启用值QY代入公式得到监控系数JK，其中，h1、h2、h3、h4分别为流压值LY、温强值WQ、频幅值PF以及启用值QY的预设权重系数，且h2＞h3＞h1＞h4＞1.28，β为误差因子，取β=1.039；

将监控系数JK与监控阈值JKy进行比较：若监控系数JK≤监控阈值JKy，则生成检修指令，并将检修指令发送至异常警报模块。

作为本发明进一步的方案：一种数控设备智能监控方法，包括以下步骤：

步骤A1：产品分析模块将产品进行检测，获取单位时间内产品合格数和产品不合格数，并将其分别标记为合格值HZ和不合值BH，获取不合值BH、合格值HZ之间的比值并将其标记为不合比BH；

步骤A2：产品分析模块获取最近一次不合格的产品出现的时间与当前时间的时间差并将其标记为产时差CS；

步骤A3：产品分析模块将不合比BH、产时差CS发送至智能监控平台；

步骤A4：智能监控平台将不合比BH、产时差CS代入公式得到异常值YC，其中，s1、s2分别为不合比BH、产时差CS的预设比例系数，且s1+s2=1，取s1=0.58，s2=0.42；

步骤A5：智能监控平台将异常值YC与异常阈值YCy进行比较：若异常值YC＞异常阈值YCy，则生成异常检修指令，并将异常检修指令发送至设备监测模块；

步骤A6：设备监测模块接收到异常检修指令后实时采集数控设备的工作电流和工作电压并将其分别标记为电流值DL、电压值DY，获取数控设备的额定电流和额定电压并将其分别标记为额流值EL、额压值EY，获取电流值DL、额流值EL之间的差值并将其标记为流差值LC，获取电压值DY、额压值EY之间的差值并将其标记为压差值YC，获取流差值LC、压差值YC的乘积并将其标记为流压值LY；

步骤A7：设备监测模块实时采集数控设备的表面处的温度以及声音强度并将其分别标记为温度值WD以及音强值YQ，获取为温度值WD、音强值YQ的乘积并将其标记为温强值WQ；

步骤A8：设备监测模块实时采集数控设备的振动频率以及振动幅度并将其分别标记为动频值DP以及动幅值DF，获取动频值DP、动幅值DF的乘积并将其标记为频幅值PF；

步骤A9：设备监测模块获取数控设备的生产时间与当前时间的时间差并将其标记为产时值CS，获取数控设备的启动次数并将其标记为启次值QC，获取数控设备的运行总时长并将其标记为运时值YS，将产时值CS、启次值QC以及运时值YS代入公式得到启用值QY，其中，r1、r2以及r3分别为产时值CS、启次值QC以及运时值YS的预设比例系数，且r1+r2+r3=1，取r1=0.19，r2=0.42，r3=0.39；

步骤A10：设备监测模块将流压值LY、温强值WQ、频幅值PF以及启用值QY发送至设备分析模块；

步骤A11：设备分析模块将流压值LY、温强值WQ、频幅值PF以及启用值QY代入公式得到监控系数JK，其中，h1、h2、h3、h4分别为流压值LY、温强值WQ、频幅值PF以及启用值QY的预设权重系数，且h2＞h3＞h1＞h4＞1.28，β为误差因子，取β=1.039；

步骤A12：设备分析模块将监控系数JK与监控阈值JKy进行比较：若监控系数JK≤监控阈值JKy，则生成检修指令，并将检修指令发送至异常警报模块；

步骤A13：异常警报模块接收到检修指令后响起异常警报铃并进行警报。

本发明的有益效果：

本发明的一种数控设备智能监控方法及系统，通过产品分析模块将产品进行检测，获得不合比、产时差，通过智能监控平台根据不合比、产时差获得异常值，并根据异常值生成异常检修指令，通过设备监测模块接收到异常检修指令后采集数控设备的监控参数，通过设备分析模块根据监控参数获得监控系数，并根据监控系数生成检修指令，通过异常警报模块接收到检修指令后响起异常警报铃并进行警报；该数控设备智能监控方法首先监控产品的质量，获得不合比、产时差，之后根据两者获得的异常值用于综合衡量产品的异常程度，异常值越小表示产品质量越好，反之，异常值越大表示产品的异常程度越高，之后对数控设备进行监控，获得流压值、温强值、频幅值以及启用值，流压值用于衡量数控设备电流、电压稳定性的异常程度，温强值用于衡量数控设备发热以及发出噪音的异常程度，频幅值用于衡量数控设备产生振动的异常程度，启用值用于衡量数控设备运行损耗所造成的异常程度，而通过四者获得的监控系数用于综合衡量数控设备的异常程度，且监控系数越小表示数控设备的异常程度越高，亟需检修，发出警报；该监控方法通过产品以及数控设备的异常情况对数控设备进行判定，在产品出现异常后就能立即发现，并且对数控设备进行监控，经过二次监控与判定使得准确率高，而且可以实现在线实时监控，智能化程度高、异常发现速度快，避免造成严重的经济损失。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中一种数控设备智能监控系统的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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作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。

实施例1：

请参阅图1所示，本实施例为一种数控设备智能监控系统，包括以下模块：

产品分析模块、智能监控平台、设备监测模块、设备分析模块以及异常警报模块；

其中，所述产品分析模块用于将产品进行检测，获得不合比BH、产时差CS，并将不合比BH、产时差CS发送至智能监控平台；

其中，所述智能监控平台用于根据不合比BH、产时差CS获得异常值YC，并根据异常值YC生成异常检修指令，并将异常检修指令发送至设备监测模块；

其中，所述设备监测模块用于接收到异常检修指令后采集数控设备的监控参数，并将监控参数发送至设备分析模块；其中，监控参数包括流压值LY、温强值WQ、频幅值PF以及启用值QY；

其中，所述设备分析模块用于根据监控参数获得监控系数JK，并根据监控系数JK生成检修指令，并将检修指令发送至异常警报模块；

其中，所述异常警报模块用于接收到检修指令后响起异常警报铃并进行警报。

实施例2：

请参阅图1所示，本实施例为一种数控设备智能监控方法，包括以下步骤：

步骤A1：产品分析模块将产品进行检测，获取单位时间内产品合格数和产品不合格数，并将其分别标记为合格值HZ和不合值BH，获取不合值BH、合格值HZ之间的比值并将其标记为不合比BH；

步骤A2：产品分析模块获取最近一次不合格的产品出现的时间与当前时间的时间差并将其标记为产时差CS；

步骤A3：产品分析模块将不合比BH、产时差CS发送至智能监控平台；

步骤A4：智能监控平台将不合比BH、产时差CS代入公式得到异常值YC，其中，s1、s2分别为不合比BH、产时差CS的预设比例系数，且s1+s2=1，取s1=0.58，s2=0.42；

步骤A5：智能监控平台将异常值YC与异常阈值YCy进行比较：若异常值YC＞异常阈值YCy，则生成异常检修指令，并将异常检修指令发送至设备监测模块；

步骤A6：设备监测模块接收到异常检修指令后实时采集数控设备的工作电流和工作电压并将其分别标记为电流值DL、电压值DY，获取数控设备的额定电流和额定电压并将其分别标记为额流值EL、额压值EY，获取电流值DL、额流值EL之间的差值并将其标记为流差值LC，获取电压值DY、额压值EY之间的差值并将其标记为压差值YC，获取流差值LC、压差值YC的乘积并将其标记为流压值LY；

步骤A7：设备监测模块实时采集数控设备的表面处的温度以及声音强度并将其分别标记为温度值WD以及音强值YQ，获取为温度值WD、音强值YQ的乘积并将其标记为温强值WQ；

步骤A8：设备监测模块实时采集数控设备的振动频率以及振动幅度并将其分别标记为动频值DP以及动幅值DF，获取动频值DP、动幅值DF的乘积并将其标记为频幅值PF；

步骤A9：设备监测模块获取数控设备的生产时间与当前时间的时间差并将其标记为产时值CS，获取数控设备的启动次数并将其标记为启次值QC，获取数控设备的运行总时长并将其标记为运时值YS，将产时值CS、启次值QC以及运时值YS代入公式得到启用值QY，其中，r1、r2以及r3分别为产时值CS、启次值QC以及运时值YS的预设比例系数，且r1+r2+r3=1，取r1=0.19，r2=0.42，r3=0.39；

步骤A10：设备监测模块将流压值LY、温强值WQ、频幅值PF以及启用值QY发送至设备分析模块；

步骤A11：设备分析模块将流压值LY、温强值WQ、频幅值PF以及启用值QY代入公式得到监控系数JK，其中，h1、h2、h3、h4分别为流压值LY、温强值WQ、频幅值PF以及启用值QY的预设权重系数，且h2＞h3＞h1＞h4＞1.28，β为误差因子，取β=1.039；

步骤A12：设备分析模块将监控系数JK与监控阈值JKy进行比较：若监控系数JK≤监控阈值JKy，则生成检修指令，并将检修指令发送至异常警报模块；

步骤A13：异常警报模块接收到检修指令后响起异常警报铃并进行警报。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，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 (6)

1.一种数控设备智能监控系统，其特征在于，包括：

产品分析模块，用于将产品进行检测，获得不合比、产时差，并将不合比、产时差发送至智能监控平台；

智能监控平台，用于根据不合比、产时差获得异常值，并根据异常值生成异常检修指令，并将异常检修指令发送至设备监测模块；

设备监测模块，用于接收到异常检修指令后采集数控设备的监控参数，并将监控参数发送至设备分析模块；其中，监控参数包括流压值、温强值、频幅值以及启用值；

设备分析模块，用于根据监控参数获得监控系数，并根据监控系数生成检修指令，并将检修指令发送至异常警报模块；

异常警报模块，用于接收到检修指令后响起异常警报铃并进行警报。

2.根据权利要求1所述的一种数控设备智能监控系统，其特征在于，所述产品分析模块获得不合比、产时差的具体过程如下：

将产品进行检测，获取单位时间内产品合格数和产品不合格数，并将其分别标记为合格值和不合值，获取不合值、合格值之间的比值并将其标记为不合比；

获取最近一次不合格的产品出现的时间与当前时间的时间差并将其标记为产时差；

将不合比、产时差发送至智能监控平台。

3.根据权利要求1所述的一种数控设备智能监控系统，其特征在于，所述智能监控平台获得异常值的具体过程如下：

将不合比、产时差经过分析得到异常值；

将异常值与异常阈值进行比较：若异常值＞异常阈值，则生成异常检修指令，并将异常检修指令发送至设备监测模块。

4.根据权利要求1所述的一种数控设备智能监控系统，其特征在于，所述设备监测模块采集监控参数的具体过程如下：

接收到异常检修指令后实时采集数控设备的工作电流和工作电压并将其分别标记为电流值、电压值，获取数控设备的额定电流和额定电压并将其分别标记为额流值、额压值，获取电流值、额流值之间的差值并将其标记为流差值，获取电压值、额压值之间的差值并将其标记为压差值，获取流差值、压差值的乘积并将其标记为流压值；

实时采集数控设备的表面处的温度以及声音强度并将其分别标记为温度值以及音强值，获取为温度值、音强值的乘积并将其标记为温强值；

实时采集数控设备的振动频率以及振动幅度并将其分别标记为动频值以及动幅值，获取动频值、动幅值的乘积并将其标记为频幅值；

获取数控设备的生产时间与当前时间的时间差并将其标记为产时值，获取数控设备的启动次数并将其标记为启次值，获取数控设备的运行总时长并将其标记为运时值，将产时值、启次值以及运时值经过分析得到启用值；

将流压值、温强值、频幅值以及启用值发送至设备分析模块。

5.根据权利要求1所述的一种数控设备智能监控系统，其特征在于，所述设备分析模块获得监控系数的具体过程如下：

将流压值、温强值、频幅值以及启用值经过分析得到监控系数；

将监控系数与监控阈值进行比较：若监控系数≤监控阈值，则生成检修指令，并将检修指令发送至异常警报模块。

6.一种数控设备智能监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A1：产品分析模块将产品进行检测，获取单位时间内产品合格数和产品不合格数，并将其分别标记为合格值和不合值，获取不合值、合格值之间的比值并将其标记为不合比；

步骤A2：产品分析模块获取最近一次不合格的产品出现的时间与当前时间的时间差并将其标记为产时差；

步骤A3：产品分析模块将不合比、产时差发送至智能监控平台；

步骤A4：智能监控平台将不合比、产时差经过分析得到异常值；

步骤A5：智能监控平台将异常值与异常阈值进行比较：若异常值＞异常阈值，则生成异常检修指令，并将异常检修指令发送至设备监测模块；

步骤A6：设备监测模块接收到异常检修指令后实时采集数控设备的工作电流和工作电压并将其分别标记为电流值、电压值，获取数控设备的额定电流和额定电压并将其分别标记为额流值、额压值，获取电流值、额流值之间的差值并将其标记为流差值，获取电压值、额压值之间的差值并将其标记为压差值，获取流差值、压差值的乘积并将其标记为流压值；

步骤A7：设备监测模块实时采集数控设备的表面处的温度以及声音强度并将其分别标记为温度值以及音强值，获取为温度值、音强值的乘积并将其标记为温强值；

步骤A8：设备监测模块实时采集数控设备的振动频率以及振动幅度并将其分别标记为动频值以及动幅值，获取动频值、动幅值的乘积并将其标记为频幅值；

步骤A9：设备监测模块获取数控设备的生产时间与当前时间的时间差并将其标记为产时值，获取数控设备的启动次数并将其标记为启次值，获取数控设备的运行总时长并将其标记为运时值，将产时值、启次值以及运时值经过分析得到启用值；

步骤A10：设备监测模块将流压值、温强值、频幅值以及启用值发送至设备分析模块；

步骤A11：设备分析模块将流压值、温强值、频幅值以及启用值经过分析得到监控系数；

步骤A12：设备分析模块将监控系数与监控阈值进行比较：若监控系数≤监控阈值，则生成检修指令，并将检修指令发送至异常警报模块；

步骤A13：异常警报模块接收到检修指令后响起异常警报铃并进行警报。

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