数控侧铣加工系统及其阈值与待监控信号的精确同步方法技术方案

本发明专利技术公开了一种数控侧铣加工系统及其阈值与待监控信号的精确同步方法，借助统计分析确定合理的基准累积采样信号数目，并基于该基准累积采样信号数目划分标准信号段，给数控侧铣加工分段监控提供了合理的分段依据；对主轴倍率或进给倍率改变的情况进行判定，有效避免了加工系统在这两种特殊情况下失效；在每一个标准信号段结束时，计算当前标准信号段的累积同步误差，并根据其大小确定待监控信号下一个标准信号段的主轴功率信号的累积采样信号数目调整量，可有效地将主轴功率信号阈值与待监控信号的累积同步误差控制在合理范围内。

【技术实现步骤摘要】
数控侧铣加工系统及其阈值与待监控信号的精确同步方法
本专利技术涉及数控加工过程监控领域，具体涉及一种数控侧铣加工系统及其阈值与待监控信号的精确同步方法。
技术介绍
数控侧铣加工监控过程中，为了实现对刀具磨损加工信号的监控，需要对实时采集的待监控信号设置监控阈值区间，之后在数控侧铣加工过程中依次读取和对比阈值与待监控信号，判断刀具的加工状态。目前针对刀具磨损状态监控的研究，绝大多数都是从信号处理的角度进行，而根据之前的研究表明，在刀具磨损加工信号的采集过程中，采样频率的波动会对阈值与待监控信号的同步准确性产生影响。阈值与待监控信号的同步是指：对待监控信号进行监控时，将当前加工状态采集的待监控信号与对应正常加工状态下计算出的主轴功率信号阈值在合理同步误差范围内进行匹配。而现有的阈值与待监控信号同步方法的适用范围主要局限于较为简单的加工过程，而数控侧铣加工中的很多工况因素均会导致其失效，适用于复杂侧铣加工的同步方法研究尚未成熟。导致阈值与待监控信号的同步误差累积，从而造成刀具磨损状态监控方法失效。阈值与待监控信号同步主要有五种方法：①基于时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控侧铣加工系统，其特征在于，包括：机床、可编程逻辑控制模块PLC、操作面板控制单元PCU和PC端；/n所述机床包括：主轴功率传感器；所述主轴功率传感器安装在机床的主轴电机上，用于实时采集主轴功率信号；所述机床用于将主轴功率信号通过OPC自动化接口传输给可编程逻辑控制模块PLC；所述可编程逻辑控制模块PLC用于将监控数据以以太网方式传输给操作面板控制单元PCU；所述操作面板控制单元PCU用于将监控数据通过以太网方式传输至PC端；所述PC端用于进行数据分析，进而远程控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种数控侧铣加工系统，其特征在于，包括：机床、可编程逻辑控制模块PLC、操作面板控制单元PCU和PC端；
所述机床包括：主轴功率传感器；所述主轴功率传感器安装在机床的主轴电机上，用于实时采集主轴功率信号；所述机床用于将主轴功率信号通过OPC自动化接口传输给可编程逻辑控制模块PLC；所述可编程逻辑控制模块PLC用于将监控数据以以太网方式传输给操作面板控制单元PCU；所述操作面板控制单元PCU用于将监控数据通过以太网方式传输至PC端；所述PC端用于进行数据分析，进而远程控制。


2.根据权利要求1所述的数控侧铣加工中阈值与待监控信号的精确同步方法，其特征在于，所述监控数据包括：数控程序名称、数控程序行号、主轴功率信号、主轴转速信号、主轴倍率信号和进给倍率信号。


3.一种数控侧铣加工中阈值与待监控信号的精确同步方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以指定频率采集数控程序名称、数控程序行号、主轴功率信号、主轴转速信号、主轴倍率信号和进给倍率信号并保存至PC端；
S2、根据不同时长的数控侧铣加工测试试验，对加工系统在不同累积采样信号数目下的累积同步误差进行统计分析，得到基准累积采样信号数目；
S3、根据基准累积采样信号数目和PC端的数控程序行号中包含的主轴功率信号的数目，对主轴功率信号划分和标注信号段，得到多个标注了段号的标准信号段；
S4、根据数控程序名称、数控程序行号、主轴转速信号和标准信号段段号，构建阈值文件；
S5、根据数控程序名称，检索阈值文件，确定当前数控侧铣的加工状态下的监控加工模式；
S6、在监控加工模式下，根据主轴倍率信号和进给倍率信号，将主轴功率信号阈值与待监控信号的累积同步误差控制在误差范围内，实现数控侧铣加工中阈值与待监控信号的精确同步。


4.根据权利要求3所述的数控侧铣加工中阈值与待监控信号的精确同步方法，其特征在于，所述步骤S1中指定频率为8Hz。


5.根据权利要求3所述的数控侧铣加工中阈值与待监控信号的精确同步方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下分步骤：
S21、进行不同累积采样信号数目的多组数控侧铣加工测试试验；
S22、计算所有组数控侧铣加工测试试验采集的时间信号得到的加工时长；
S23、以第一组数控侧铣加工测试试验的加工时长为基准，计算剩余组加工时长与第一组加工时长的差值绝对值，并对差值绝对值求和计算平均差值，作为该种加工时长下数控侧铣加工测试试验的平均累积同步误差；
S24、将各种加工时长下的平均累积同步误差与一个采样周期进行对比，将超过且与一个采样周期最接近的平均累积同步误差对应的累积采样信号数目作为基准累积采样信号数目Nst。


6.根据权利要求5所述的数控侧铣加工中阈值与待监控信号的精确同步方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下分步骤：
S31、将PC端的数控程序行号中包含的每Nst个主轴功率信号划分为一个标准信号段，直到第n*Nst+1个主轴功率信号与最后一个主轴功率信号之间的剩余主轴功率信号的数目Nleft小于基准累积采样信号数目Nst；
S32、判断剩余主轴功率信号的数目Nleft是否位于区间(0，Nst/2)内，若是，则将剩余主轴功率信号并入当前的标准信号段中，若否，则构建一个新的标准信号段；
S33、为所有标准信号段标注段号。


7.根据权利要求3所述的数控侧铣加工中阈值与待监控信号的精确同步方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下分步骤：
S41、在PC端预设初始阈值文件；
S42、根据当前的主轴转速信号，得到主轴转速，判断主轴转速是否大于0，若是，则数控侧铣加工过程开始，进入步骤S43，若否，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雷，郑金辉，刘志学，胡登洲，李秀鑫，
申请(专利权)人：成都航空职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川;51