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专利号: 2022108215311
申请人: 深圳市协和传动器材有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种凸轮分割器的加工机床运行异常报警方法,其特征在于:包括:(S1)通过加工机床采集模块获取机床运行状态信息和凸轮分割器加工参数,并且根据数控系统不同型号的凸轮分割器选择不同厂家通讯方式,进而获取凸轮分割器图纸数据;

加工机床采集模块包括机床各个关键部件的传感器或者检测电路;

(S2)对不同的数据信息进行分类,机床运行数据种类包括机床加工定位数据、补偿数据、主轴转速、伺服数据、加工零件进给速度和NetCat代码,传感器在采集过程中通过无线网络架构实现数据信息的传递和交互;

(S3)定义异常预警数据类型,通过内置检测电路比较所定义的异常预警数据信息和检测到的加工机床数据信息,其中内置检测电路包含气体检测模块和温度监测模块;

(S4)异常预警诊断,通过粒子滤波状态估计算法实现凸轮分割器运行状态故障诊断,将诊断结果与异常状态下的阈值进行对比,加工机床的内置检测电路将会发出信号给加工机床控制器;加工机床控制器将信号发送至智能语音报警装置中,音报警装置通过将电信号转化声信号,通过语音播报的方式发出告警,工作人员收到信息后,实现对凸轮分割器的加工机床安全维护工作。

2.根据权利要求1所述的一种凸轮分割器的加工机床运行异常报警方法,其特征在于:加工机床采集模块为OPC标准数据采集、PLC数据采集和宏指令数据采集。

3.根据权利要求1所述的一种凸轮分割器的加工机床运行异常报警方法,其特征在于:内置检测电路包括加工机床控制器,所述加工机床控制器包括STM8L151K4T6单片机控制模块和与所述STM8L151K4T6单片机控制模块连接的LM235信号放大器,所述LM235信号放大器的3引脚和4引脚分别接收来自温度传感器与气体传感器的电信号。

4.根据权利要求3所述的一种凸轮分割器的加工机床运行异常报警方法,其特征在于:内置检测电路工作的方法为:

当检测到易燃、危险气体时输出为低电平,气体传感器勘察多种不同类型的气体,当勘察得到空气中弥漫的有害气体的浓度达到标准值以上时,气体传感器的内阻Rs值下降,进而导致电路中输出的接地电压增大,用公式可表示为:(1)

公式(1)中, 表示回路电压, 表示输出电压, 表示负载电阻;当保护开关断开时,气体传感器与温度传感器停止工作,气体传感器与温度传感器实时信号无法通过OUT2输出,而通过M转接点输出至OUT1,提高了故障报警装置接收完整检测信号的能力。

5.根据权利要求1所述的一种凸轮分割器的加工机床运行异常报警方法,其特征在于:智能语音异常报警装置包括机床加工控制器和所述机床加工控制器连接的时钟电路、信号编码电路、机床加工控制器、存储器、信号转化接口、语音发声器、显示控制器、指示灯及按键、蜂鸣器和电机驱动。

6.根据权利要求5所述的一种凸轮分割器的加工机床运行异常报警方法,其特征在于:智能语音异常报警装置工作的方法:

加工机床控制器通过总线连接时钟电路,最大时钟频率为72MHz;存储器包含外置存储卡与内置读写卡,内存为768MB与624MB;通过激光加工机床编程,在指示灯中设置一个红外报警阈值,输入的气体与温度检测信号数值达不到报警阈值时,加工机床控制器输出高电平,测量数值超过预设的报警阈值时,加工机床控制器输出低电平,加工机床控制器在收到低电平信号后,通过电机驱动报警模块,输出报警信号;光电器件耦合电路中R6与R7为限流电阻,C4为滤波电容,气体与温度混合检测信息输入至机床加工控制器后,通过信号转化接口将数据信息转化为数字信号,通过控制总线传递给语音发生器。

7.根据权利要求6所述的一种凸轮分割器的加工机床运行异常报警方法,其特征在于:智能语音异常报警装置的控制核心为VP‑1600语音处理器芯片。

8.根据权利要求1所述的一种凸轮分割器的加工机床运行异常报警方法,其特征在于:粒子滤波状态估计算法实现加工机床运行故障诊断的工作方法为:设置加工机床运行状态,设定t‑1时刻的加工机床运行状态概率密度函数为P(xt‑1|yt‑1),其中xt‑1为故障状态数据函数,yt‑1表示加工机床运行状态中数据信息,评估粒子函数记作为:(2)

公式(2)中, 表示t‑1时刻第i个粒子的取值, 表示t‑1时刻第i个粒子的权重,采样N个取值为 、权重为 的粒子,通过公式(1)预测加工机床运行状态故障概率密度的新故障数据信息粒子;

在获取到最新观测值 后,确定粒子的权重,权重公式为:

 (3)

公式(3)中, 表示似然函数;

经过重采样后的粒子权重为1/N,当前加工机床运行状态故障变量的估计函数表示为:       (4)

公式(4)中, 表示t时刻下加工机床运行状态故障粒子的取值,经过粒子滤波,实现了加工机床运行状态信息的粒子滤波状态估计,利用状态变量的估计值和实际值得出预警数据信息,加工机床运行状态故障预警变量残差函数为:(5)

公式(5)中, 表示加工机床运行状态故障信息状态变量的实际测量值, 表示加工机床运行状态故障粒子滤波估计值,将多状态变量残差作为故障预警指标,故障预警指标表示为: (6)

公式(6)中, 表示加工机床运行状态故障状态量残差,m表示预警种类。

9.根据权利要求8所述的一种凸轮分割器的加工机床运行异常报警方法,其特征在于:粒子滤波状态估计算法的自适应阈值置信度函数记作为:

(7)

公式(7)中,表示置信度水平, 表示置信度, 表示相关系数,表示自适应阈值置信度函数的取值区间, 表示凸轮分割器的加工机床运行过程中自适应阈值置信度函数的平均取值。