[發(fā)明專利]一種基于能耗特征的線切割機床狀態(tài)監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN108153237B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭軍;王黎航;黃彬彬;賴旭偉;徐振紅
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類號: G05B19/406
• 分類號: G05B19/406
• 代理公司: 杭州云睿專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33254
• 代理人: 楊淑芳

本發(fā)明公開了一種基于能耗特征的線切割機床狀態(tài)監(jiān)測方法，包括以下步驟：步驟一：獲取能耗數(shù)據(jù)；步驟二：判斷能耗特征存在的位置；步驟三：求解能耗特征表征量；步驟四：比對能耗特征庫內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)能耗特征表征量，判斷該能耗特征是否對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)能耗特征；步驟五：該能耗特征對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)能耗特征，執(zhí)行步驟六；該能耗特征不對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)能耗特征，重復(fù)步驟一；步驟六：確定當(dāng)前能耗特征對應(yīng)的機床狀態(tài)，補充或修正機床狀態(tài)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)線切割機床的狀態(tài)監(jiān)測，同時也為機床故障報警、機床能耗管理等做基礎(chǔ)性工作。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及機床狀態(tài)監(jiān)測方法的技術(shù)領(lǐng)域，特別是基于能耗特征的線切割機床狀態(tài)監(jiān)測方法的技術(shù)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】

線切割是一種利用連續(xù)移動的細金屬絲(稱為電極絲)作電極并對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型的加工方法。線切割機床在工作過程中，能耗主要來源有電腦主機能耗E_CO(Ecomputer)、運絲能耗E_W(Ewire-feed)、水泵沖水能耗E_P(Epump)、照明燈能耗E_L(Elamp)、切割能耗E_CU(Ecutting)的變功率的能耗。

線切割機床待機過程的能耗穩(wěn)定，在水泵打開和關(guān)閉時，都會有能耗波動。利用這一特點，即可通過能耗的波動來獲取機床的狀態(tài)，從而能夠?qū)崟r監(jiān)測機床狀態(tài)。例如，線切割機床加工過程中，會存在水泵打開特征、水泵關(guān)閉特征、開始運絲特征、停止運絲特征、開始切割特征、停止切割特征等，這些特征在能耗曲線上，都會以波動的形式產(chǎn)生，并且對應(yīng)了機床狀態(tài)的變化。除了正常加工的特征外，線切割加工過程中的斷絲、二次放電、電弧放電、抖絲等異常發(fā)生過程，也都有其獨有的能耗特征，表征機床狀態(tài)。正常加工和異常狀況的能耗特征均具有時間短、能耗波動的特點，往往還具有其他類似特點的非對應(yīng)機床狀態(tài)變化的特征或者非需要獲得的機床狀態(tài)變化。如，線切割加工過程中的運絲是持續(xù)進行的，運絲筒轉(zhuǎn)向時，運絲電機出現(xiàn)正反轉(zhuǎn)切換，發(fā)生時間短、能耗波動大，會產(chǎn)生運絲電機換向特征，此時的機床正在運絲電機換向，但是，我們只需獲知運絲電機何時開啟，知道運絲這一工作狀態(tài)即可。又比如，線切割切割工件時，從X軸切割變?yōu)閅軸切割的過程，X軸步進電機停止運動、Y軸步進電機轉(zhuǎn)動，這一過程也為時間短、能耗波動大，這是切割轉(zhuǎn)向切換的能耗特征，但是，我們只需獲知切割何時開始，知道切割這一工作狀態(tài)即可。

能耗數(shù)據(jù)可以通過能耗采集裝置獲得，能耗采集裝置可以由多種方案。能耗采集可以直接利用功率傳感器獲得功率數(shù)據(jù)，也可以分別通過電壓傳感器、電流傳感器獲得電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)；能耗數(shù)據(jù)可以通過單片機處理，也可以PLC處理，也可以通過采集卡傳至電腦后再進行處理。

因而，如何去表征機床的運行狀態(tài)、如何識別出機床的運行狀態(tài)，是急需解決的問題。從而能夠?qū)C床狀態(tài)進行有效監(jiān)測，便于對機床進行管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出一種基于能耗特征的線切割機床狀態(tài)監(jiān)測方法，能夠?qū)崿F(xiàn)線切割機床的狀態(tài)監(jiān)測，同時也為機床故障報警、機床能耗管理等做基礎(chǔ)性工作。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種基于能耗特征的線切割機床狀態(tài)監(jiān)測方法，包括以下步驟：

步驟一：獲取能耗數(shù)據(jù)：通過能耗采集裝置獲得線切割機床的能耗數(shù)據(jù)，所述能耗數(shù)據(jù)包括時間、功率以及功率曲線；