基于边缘计算的机床多源数据采集与数据质量评估方法技术

本申请涉及一种基于边缘计算的机床多源数据采集与数据质量评估方法，包括数据采集、数据拼接、数据对齐、数据质量判断和边缘算法调用。其中，利用加速度传感器以高频采样率采集主轴的振动信号，通过机床控制器通信协议以低频采样率采集机床控制器信号；高频数据和低频数据分别完成拼接；根据高频数据的时间戳信息在缓存中寻找对应的低频信息，基于对齐后的低频数据和高频数据做交叉判断，以在数据源头判断机床以及传感器信号是否出现异常；调用边缘算法对数据进行特征提取得到边缘特征值。本申请能有效减少采集设备的数量，可以在数据采集阶段对机床状态进行判断，减小产线内网络带宽的负荷以及后台服务器的运算负荷。

Multi-Source Data Acquisition and Data Quality Assessment Method for Machine Tools Based on Edge Computing

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算的机床多源数据采集与数据质量评估方法
本申请涉及一种基于边缘计算的机床多源数据采集与数据质量评估方法，适用于机床健康状态预警的

技术介绍
数控机床(CNC机床)刀具和主轴等部件的健康状态直接影响加工件最终的产品质量，所以需要采集机床多种来源的信息并对机床健康状态做出实时评估。但是对于传统的机床健康状态监测来说，原始数据来源分立并且需要多个采集设备或系统协同完成；而且因为数据之间的相关性，多源原始数据只有全部传送到服务器之后才能进行数据质量的检查和机床健康状态的分析评估，不能保证很高的实时性。中国申请号CN201620067671.4的专利可实时采集机床的状态、运行参数、产量等数据，采集周期可支持到毫秒级，并且使用一台服务器可支持管控多台机床，通过实现对车间层设备的联网，为上层ERP/MES系统提供实时的基础数据。但是该方法只是利用了机床控制器的状态数据，该数据只包含机床本身的运行状态信息，并不能有效预测机床主轴和刀具的健康状态。中国申请号CN201520741964.1的专利通过数据采集单元实时采集机床的各项参数，并通过Zigbee通信模块发送给监控服务平台，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于边缘计算的机床多源数据采集与数据质量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)数据采集在机床的主轴外壳上安装加速度传感器，将边缘设备与机床连接，同时将边缘设备中的数据采集模块连接到传感器的输出端，采集主轴的振动信号，通过机床控制器通信协议采集机床控制器信号；在边缘数据采集模块中以高频采样率采集振动数据，同时以低频采样率采集机床控制器数据；(2)数据拼接以同样的数据格式采集高频数据和低频数据，每一路高频或者低频数据作为数据项中的一个数据列，建立数据缓冲区，分别拼接高频数据和低频数据，将拼接后的高频数据和低频数据送入数据对齐模块；(3)数据对齐对齐时需要用到高频数据和低频数据的时间戳信息，...

【技术特征摘要】
1.基于边缘计算的机床多源数据采集与数据质量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)数据采集在机床的主轴外壳上安装加速度传感器，将边缘设备与机床连接，同时将边缘设备中的数据采集模块连接到传感器的输出端，采集主轴的振动信号，通过机床控制器通信协议采集机床控制器信号；在边缘数据采集模块中以高频采样率采集振动数据，同时以低频采样率采集机床控制器数据；(2)数据拼接以同样的数据格式采集高频数据和低频数据，每一路高频或者低频数据作为数据项中的一个数据列，建立数据缓冲区，分别拼接高频数据和低频数据，将拼接后的高频数据和低频数据送入数据对齐模块；(3)数据对齐对齐时需要用到高频数据和低频数据的时间戳信息，根据高频数据的时间戳信息在缓存中寻找对应的低频信息，并将以上对齐后的高频数据和低频数据送入后续的数据质量判断步骤；(4)数据质量判断基于对齐后的低频数据和高频数据做交叉判断，以在数据源头判断机床的工作是否正常以及传感器信号是否出现异常；(5)边缘算法调用经过数据对齐和数据质量检查后，调用边缘设备中的边缘算法对数据进行特征提取得到边缘特征值。2.根据权利要求1所述的机床多源数据采集与数据质量评估方法，其特征在于，所述加速度传感器是三轴加速度传感器，x轴和y轴分别对应机床伺服轴的x方向和y方向，z轴对应机床主轴的轴向。3.根据权利要求1或2所述的机床多源数据采集与数据质量评估方法，其特征在于，在边缘数据采集模块中以高频采样率...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁飞，刘可，李文韬，陈芳，晋文静，
申请(专利权)人：北京天泽智云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11