[发明专利]一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械工程中的监测系统，特指一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统。

背景技术

超硬材料刀具高速铣削时的工作状况一般比较恶劣，常常需要承受循环载荷以及冷热交替的温度变化，刀具材料内部会产生反复变化的热应力和热应变，从而引起刀具材料的热疲劳，刀具易折易碎，刀具寿命低。

为此我们研究了一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统；所述一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统包含基于多Agent技术；所述基于多Agent技术是一种具有自主性、反应性、主动性的高度自治的实体，每个Agent可以独立的完成自身的工作，并通过Agent之间的相互通信、合作，完成系统整体目标；而且Agent能够直接感知外部环境变化，能够根据感知到的信息，利用知识库中存储的知识进行推理，动态的调整有关参数；因此，基于多Agent技术非常适合于研究裂纹个体及裂纹群体之间的相互作用。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种可通过基于多Agent技术研究超硬材料刀具高速铣削时产生的裂纹及裂纹群体，所述裂纹及裂纹群体之间存在相互作用；实现超硬刀具热疲劳裂纹状态的实时监测的超硬刀具热疲劳裂纹监测系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统，其特征在于：包括：数据采集与获取系统、裂纹状态监测系统、工作站；所述数据采集与获取系统包含分散式控制系统DCS和远程I/O数据采集模块；所述裂纹状态监测系统为基于多Agent技术的嵌入式监测平台；所述分散式控制系统DCS和远程I/O数据采集模块通过Modbus协议与基于多Agent技术的嵌入式裂纹监测平台通信，将平台上采集到的数据进行数据分析和和预处理后通过以太网传输至控制中心的工作站监控和管理，同时将数据保存在数据库服务器的实时数据库或历史数据库中。

优选的，数据采集与获取系统置于被监控的刀具处，通过BR-ZS1声音传感器对刀具切削过程中的声发射信号进行采样、保持，并送入A/D转换器变成数字信号，然后将该信号送到FIFO模块中。当FIFO中存放的数据到了一定数目时，由处理器从FIFO中读出，然后通过处理器的以太网接口或者RS232送给微处理器。

优选的，所述裂纹状态监测系统是基于多Agent技术，包含调度Agent、管理Agent、服务Agent、裂纹Agent和资源Agent。

优选的，1）所述调度Agent：根据管理Agent分解得到的监测任务、车间的资源状态、能力等动静态信息，利用其内部封装的调度算法，发送调度结果至裂纹Agent和资源Agent；

2）所述管理Agent：若刀具状态完好，查看本次调度集中的所有加工任务是否全部结束；如果全部结束，则管理Agent结束工作。若刀具出现异常状况，则查看刀具在线维修后是否可以保证零件按时完成，如果可以，则保留原调度方案，维持此次生产加工过程；否则，在管理Agent的干预下，通过裂纹Agent的快速生成与消亡，系统能够针对外界环境变化动态重构，快速响应环境变化，减少系统扰动带来的各种影响；

3）所述服务Agent：服务Agent相当于系统管理员的角色，为其他Agent进行注册和身份验证服务，以及对其他Agent所提供的服务进行管理；

4）所述裂纹Agent：裂纹Agent由管理Agent根据计划分解后得到的任务创建，同时还接受调度Agent产生的监测操作顺序表，并根据此表向服务Agent查询可用资源Agent的地址信息，并与之进行交互完成刀具的裂纹状态监测过程；

5）所述资源Agent：通过与其它Agent的交互获得监测任务，负责驱动生产设备执行监测任务，同时获取底层设备的加工数据和状态数据，反馈到裂纹Agent和管理Agent处。

由于上述技术方案的运用，本发明具有下列优点：

本发明所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统，基于多Agent技术能够直接感知外部环境变化，能够根据感知到的信息，利用知识库中存储的知识进行推理，动态的调整有关参数；基于多Agent技术非常适合于研究裂纹个体及裂纹群体之间的相互作用；实现超硬刀具热疲劳裂纹状态的实时监测。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统的系统总体结构图。

附图2为本发明所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统的数据采集模块工作原理图。