一种磨削功率与能耗智能监控系统及决策方法技术方案

本发明专利技术公开一种磨削功率与能耗智能监控系统及决策方法，属于机床监控技术领域。针对当前实际磨削加工实践中，主要通过看磨削火花与听磨削声音的经验方式来判断磨削状态、设定和调整磨削参数的现状，发明专利技术了一种磨削功率与能耗智能监控软件和硬件系统、大数据分析与决策系统以及方法，实现对磨削过程中功率与能耗的实时监控与分析，具有磨床、磨具、工作液性能比较与分析以及磨削加工策略与工艺参数优化功能。通过比较实时磨削功率与判定临界功率阈值下限P1和上限P2的大小关系，判断磨削状态，实现对磨削过载、磨具钝化、磨削烧伤有效分析与预判。本发明专利技术可应用到磨料、磨具与磨削相关制造行业，促进实现高效率、低能耗、智能生产。

An intelligent monitoring system and decision method for grinding power and energy consumption

The invention discloses an intelligent monitoring system for grinding power and energy consumption and a decision-making method, which belongs to the field of machine tool monitoring technology. According to the actual grinding practice, mainly by watching and listening experience of grinding spark grinding sound to determine grinding state, adjust and set the status of grinding parameters, invented a grinding power and energy consumption of intelligent monitoring software and hardware system, data analysis and decision making system and method, realize the real-time monitoring and analysis of power and the energy consumption in the process of grinding, grinding, grinding, with working fluid performance comparison and analysis and optimization of grinding process parameters and functional strategies. By comparing the relationship between real-time grinding power and determining the relationship between the critical power threshold P1 and the upper bound P2, we can judge the grinding state and achieve effective analysis and prediction for grinding overload, grinding tool passivation and grinding burn. The invention can be applied to the manufacturing industry related to abrasive, grinding and grinding, and promote the realization of high efficiency, low energy consumption and intelligent production.

【技术实现步骤摘要】
一种磨削功率与能耗智能监控系统及决策方法
本专利技术涉及一种机械加工监控系统及方法，尤其是一种磨削功率与能耗智能监控系统及决策方法，属于机床监控

技术介绍
磨削技术能够高效低成本地获得高表面质量和加工精度，已被广泛地应用于航空航天、汽车、船舶、精密器械、核能、光电子以及半导体等工业领域。当前，磨削加工在精密制造领域约占70%，是最重要的支柱加工技术之一。然而，由于磨具表面大量不规则磨粒的不均匀性磨损，使得磨削是一个复杂且极其不稳定的过程，同时，由于受磨具属性、工件材料、磨削参数、机床振动以及砂轮修整等因素的影响，难以精确控制磨削质量和加工效率。此外，磨具与工件表面接触时较大的负前角以及刃口圆弧半径，使得与其它机械加工方法相比，单位体积材料去除过程中磨削加工需要更多的磨削能耗。高磨削能耗意味着高磨削热和大磨削力，从而导致磨具快速磨损、工件易于产生表面烧伤以及表面/亚表面损伤严重等问题。在实际磨削加工实践中，往往依靠操作人员长期的加工经验来设定磨削参数，通过看磨削火花、听磨削声音的方式来判断磨削状态，然后对磨削参数进行调整。这种传统方式缺乏对实际磨削过程的动态了解，无法对磨削过本文档来自技高网...

【技术保护点】
所专利技术的磨削功率与能耗智能监控系统，其特征在于：包括硬件系统‑1和软件系统‑2；所述硬件系统‑1包括主轴功率检测装置和数据采集卡；所述软件系统‑2包括数据采集模块、数据处理与分析模块、数据计算模块、磨削知识库、共享磨削大数据库、专家决策模块、功能模块；所述主轴功率检测装置用于检测磨床主轴瞬时功率，并将主轴功率检测信号传送到数据采集卡；所述数据采集卡用于采集功率传感器测量信号，并将模拟信号转化为数字信号，通过数据接口传递至计算机；所述数据采集模块用于采集数据采集卡传输过来的数字信号；所述数据处理与分析模块用于主轴功率检测信号的滤波处理、特征提取；所述数据计算模块用于所输入磨削参数条件下的磨削...

【技术特征摘要】
1.所发明的磨削功率与能耗智能监控系统，其特征在于：包括硬件系统-1和软件系统-2；所述硬件系统-1包括主轴功率检测装置和数据采集卡；所述软件系统-2包括数据采集模块、数据处理与分析模块、数据计算模块、磨削知识库、共享磨削大数据库、专家决策模块、功能模块；所述主轴功率检测装置用于检测磨床主轴瞬时功率，并将主轴功率检测信号传送到数据采集卡；所述数据采集卡用于采集功率传感器测量信号，并将模拟信号转化为数字信号，通过数据接口传递至计算机；所述数据采集模块用于采集数据采集卡传输过来的数字信号；所述数据处理与分析模块用于主轴功率检测信号的滤波处理、特征提取；所述数据计算模块用于所输入磨削参数条件下的磨削功率与磨削能耗计算与分析；所述磨削知识库是磨削加工中知识数据库，用于常规磨削加工的数据分析与专家决策；所述共享磨削大数据库是磨料磨具生产企业、磨削工作液生产企业、磨削加工企业以及磨削研究机构所共享的分析数据,用于大型企业生产制造或特殊磨削加工的大数据分析与决策；所述专家决策模块用于比较监测实时磨削功率与预定功率临界阈值的大小关系，对当前磨削加工状态进行判断和评估；所述预定功率临界阈值是通过利用云计算和大数据分析现代信息技术从磨削知识库和云端磨削大数据库分析与计算取得；所述功能模块包括操作参数优化、磨具修整策略优化、磨削过载预测、磨具钝化预测、磨削烧伤预测、磨具状态监测与分析、磨床/磨具/工作液性能比较。2.结合权利要求1所述的磨削智能监控系统，所发明的一种磨削功率与能耗智能监控方法，包括以下步骤：步骤1：将所发明的磨削功率与能耗智能监控系统与磨床主轴驱动电机相连接；步骤2：对磨床设定磨削输入参数，比如：磨具转速、进给速度、磨削深度、磨削用量、磨具修整量、修整速度、修整周期、修整进给速度；步骤3：将当前磨削输入参数、所要求的磨削结果与磨削知识库以及云端磨削大数据库中的磨削实例和数据相匹配，利用云计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：田业冰，范硕，李琳光，程祥，吕哲，李学伟，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37