【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业加工设备，具体涉及一种数控机床及基于深度学习的自适应控制系统。
技术介绍
1、数控机床经历了从初步的自动化到高度自动化，甚至到智能化的发展。传统的数控机床主要依赖于预先编程的指令来完成特定的制造任务。随着技术的发展，需求对于精确性、灵活性和生产效率提出了更高的要求。
2、现有的数控机床存在以下不足之处：
3、传统数控机床主要依赖固定的加工程序，这意味着当工件材料、工具状态或加工环境发生变化时，机床无法自动适应这些变化，导致加工精度下降或机床损伤。为了保证加工质量，操作员可能会选择降低切削速度或进给速度，从而牺牲生产效率。致使生产效率与质量存在矛盾。传统的数控机床在工具磨损、机床部件老化或其他潜在问题上很难进行及时预测和预防。传统的数控机床对操作员的技能和经验有很高的依赖，人工成本高，难以高精化。传统的数控机床在运行过程中很难进行自主的优化。在传统的数控机床中，收集到的大量数据往往并未得到充分利用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种数控机床及基于深度学习的自适应控制系统，为数控机床带来了高度的自适应性、预测能力和操作优化，有助于提高生产效率，确保加工质量，并降低生产成本。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种数控机床，包括多轴自由度机器臂：采用多轴机器臂，可从各个角度和方向进行切割、雕刻和打磨；
4、模块化加工头：根据不同的加工需求，可以快速更换加工模块；
6、数据收集模块：包括多种传感器，用于实时收集机床的工作状态；
7、深度学习处理单元：用于处理和训练深度学习模型；
8、机床控制器：接收深度学习处理单元的指令并实时调整机床的参数；
9、数据存储和分析模块：用于存储历史数据和进行趋势分析。
10、其中，所述数据收集模块包括
11、传感器组：包括
12、振动传感器：检测机床的振动情况，为加速度计或压电式传感器；
13、温度传感器：监测关键部位的温度；
14、声音传感器：用于捕捉机床的工作噪声；
15、摄像头：对工件或切削区进行实时监控，捕捉工件的加工质量或切割工具的状态；
16、压力传感器：检测液压或气压系统的压力，确保系统稳定运行；
17、转速传感器：监测切削工具或机床轴的转速；
18、位置传感器：用于实时监测机床各轴的位置；
19、数据预处理单元：包括
20、a/d转换器，用于将模拟传感器信号转换为数字信号；
21、通信接口：负责将收集到的数据发送到深度学习处理单元；
22、嵌入式控制器：负责传感器的管理，以及数据的采集、预处理和传输。
23、所述数据收集模块工作过程为：
24、初始化：当机床启动时，数据收集模块进行自检，确保所有传感器正常工作并校准；
25、数据采集：在机床工作过程中，各传感器持续或定期地收集数据；
26、数据预处理：原始数据经过a/d转换器变为数字信号；
27、数据封装和传输：预处理后的数据被封装成特定格式，然后通过通信接口传输到深度学习处理单元；
28、实时反馈：预设情况下，深度学习处理单元发送反馈信号到数据收集模块，要求其调整数据采集频率或启动/停止特定传感器；
29、故障检测：数据收集模块检测到任何传感器的异常读数或故障时，通知机床控制器和深度学习处理单元，并根据设定阈值触发机床的紧急停机。
30、其中，所述深度学习处理单元的工作方法为：
31、数据接收：通过通信接口接收从数据收集模块传输过来的数据；
32、数据预处理：对接收到的数据进行进一步的处理；
33、模型推理：加载预训练的深度学习模型，然后将预处理后的数据输入模型，获取推断结果；
34、结果解析：解析模型输出，将其转换为有意义的信息；
35、实时调整：当检测到机床状态存在异常或存在优化空间时，实时发送指令给机床控制系统进行调整；
36、模型更新与在线学习：根据收集到的新数据，逐步优化或调整模型的权重和参数；
37、反馈与交互：与操作员或其他系统进行交互，提供实时反馈、警告和建议；
38、数据存储与管理：选择性地存储关键数据，以备后续分析或为模型训练提供数据。
39、其中，所述机床控制器包括：
40、中央处理单元(cpu)：执行所有基本计算和逻辑运算；
41、输入/输出(i/o)接口：与机床的各个组件以及深度学习处理单元进行通信；
42、内存(ram)：存储控制程序、参数和临时数据；
43、持久性存储：存储固定的控制算法、历史数据和系统配置；
44、模拟/数字转换器：将数字信号转换为机床可以使用的模拟信号；
45、通信协议栈：与深度学习处理单元和其他系统模块进行数据交换；
46、安全和紧急停机模块：检测可能的故障或危险状态，并快速关闭机床；
47、用户界面：供操作员查看当前状态、输入参数或执行命令；
48、电源管理模块：确保稳定供电，并在电源不足时采取适当措施；
49、所述机床控制器的控制过程包括：
50、初始化：启动并运行自检程序；加载控制算法和历史配置；
51、数据接收：从深度学习处理单元接收指令和建议；读取机床当前的状态和参数；
52、数据解析：解析接收到的指令，确定所需的操作；
53、决策执行：根据接收到的指令和当前机床状态，确定要实施的动作；对于切削速度、进给速度、冷却液流量参数进行实时调整；
54、反馈生成：监测机床的反应和效果；生成相应的反馈信息；
55、与深度学习处理单元通信：发送实时反馈和机床状态；接收进一步的指令和建议；
56、安全检查：定期检查机床的所有关键参数，确保其在安全范围内；如检测到异常，立即调整或启动紧急停机程序；
57、与操作员交互：显示机床的当前状态、已执行的操作和任何警告或错误消息；接收操作员的输入和指令，并相应地调整机床参数或动作。
58、其中，所述数据存储和分析模块包括：
59、数据库服务器：用于存储机床操作的实时和历史数据；
60、数据缓存层：用于快速存取实时数据和常用数据，减少对主数据库的压力；
61、数据处理单元：包括cpu、ram和相关硬件，用于处理和分析数据；
62、分析算法库：包括时间序列分析、统计分析和其他机器学习算法；
63、数据备份和恢复系统：定期备份数据库，确保数据的完整性和安全性；提供快速恢复功能以应对任何数据丢失的情况；
64、用户查询和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种数控机床，包括多轴自由度机器臂：采用多轴机器臂，可从各个角度和方向进行切割、雕刻和打磨；
2.如权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于：所述数据收集模块包括：
3.如权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于：所述深度学习处理单元的工作方法为：
4.如权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于：所述机床控制器包括：
5.如权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于：所述数据存储和分析模块包括：
6.如权利要求1至5任一权利要求所述的一种数控机床，其特征在于：所述数控机床还包括视觉识别系统：采用多个高分辨率摄像头和红外传感器，能够实时获取工件的三维形态和温度分布；
7.如权利要求6所述的一种数控机床，其特征在于：所述气体冷却系统包括与多轴自由度机械臂上的模块化加工头同步移动的喷气装置；所述喷气装置包括固定套管(1)、滑动套设在固定套管(1)内的刚性气管(2)以及连接在刚性气管(2)前端的可形变气管(3)；所述可形变气管(3)包括弹性内管(31)和密集粘附在弹性内管(31)外圆周面上的多片压电陶瓷片(32)；
8.如权利要求7所述的一种数控机床，其特征在于：所述压电陶瓷片(32)外表面套设有弹性内套管(5)；所述可形变气管(3)外间距套设有弹性内套管(6)；所述弹性内套管(6)与可形变气管(3)围合出润滑油雾环形通道(7)；所述润滑油雾环形通道(7)沿可形变气管(3)和缩径喷头(33)外壁向前延伸，使其环形出风口绕缩径喷头(33)外圆周面；所述润滑油雾环形通道(7)后端通过多个连通口(71)与刚性气管(2)内连通；所述润滑油雾环形通道(7)后部设置有连通润滑油雾环形通道(7)的润滑油雾进入管(72)；所述润滑油雾进入管(72)与外部油雾发生器连通。
9.如权利要求8所述的一种数控机床，其特征在于：所述润滑油雾环形通道(7)与刚性气管(2)连通处，连通口(71)的迎风面(73)较背风面(74)更加靠近刚性气管(2)中心，以引导部分经过刚性气管(2)的压缩冷却气体通过连通口(71)进入润滑油雾环形通道(7)内并裹挟润滑油雾从缩径喷头(33)外围的润滑油雾环形通道(7)开口喷出。
...【技术特征摘要】
1.一种数控机床，包括多轴自由度机器臂：采用多轴机器臂，可从各个角度和方向进行切割、雕刻和打磨；
2.如权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于：所述数据收集模块包括：
3.如权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于：所述深度学习处理单元的工作方法为：
4.如权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于：所述机床控制器包括：
5.如权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于：所述数据存储和分析模块包括：
6.如权利要求1至5任一权利要求所述的一种数控机床，其特征在于：所述数控机床还包括视觉识别系统：采用多个高分辨率摄像头和红外传感器，能够实时获取工件的三维形态和温度分布；
7.如权利要求6所述的一种数控机床，其特征在于：所述气体冷却系统包括与多轴自由度机械臂上的模块化加工头同步移动的喷气装置；所述喷气装置包括固定套管(1)、滑动套设在固定套管(1)内的刚性气管(2)以及连接在刚性气管(2)前端的可形变气管(3)；所述可形变气管(3)包括弹性内管(31)和密集粘附在弹性内管(31)外圆周面上的多片压电陶瓷片(32)；所述压电陶瓷片(32)在在受到外部电场作用时产生的机械应变的方向为弹性内管(31)的轴向；所述可形变气管(3)的前端固定有缩径喷头(33)；所述刚...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞兴，
申请(专利权)人：厦门鼎运智能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。