[发明专利]一种基于能耗特征的线切割机床状态监测方法

说明书

本发明公开了一种基于能耗特征的线切割机床状态监测方法，包括以下步骤：步骤一：获取能耗数据；步骤二：判断能耗特征存在的位置；步骤三：求解能耗特征表征量；步骤四：比对能耗特征库内标准能耗特征表征量，判断该能耗特征是否对应标准能耗特征；步骤五：该能耗特征对应标准能耗特征，执行步骤六；该能耗特征不对应标准能耗特征，重复步骤一；步骤六：确定当前能耗特征对应的机床状态，补充或修正机床状态。本发明能够实现线切割机床的状态监测，同时也为机床故障报警、机床能耗管理等做基础性工作。

【技术领域】

本发明涉及机床状态监测方法的技术领域，特别是基于能耗特征的线切割机床状态监测方法的技术领域。

【背景技术】

线切割是一种利用连续移动的细金属丝(称为电极丝)作电极并对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型的加工方法。线切割机床在工作过程中，能耗主要来源有电脑主机能耗E_CO(Ecomputer)、运丝能耗E_W(Ewire-feed)、水泵冲水能耗E_P(Epump)、照明灯能耗E_L(Elamp)、切割能耗E_CU(Ecutting)的变功率的能耗。

线切割机床待机过程的能耗稳定，在水泵打开和关闭时，都会有能耗波动。利用这一特点，即可通过能耗的波动来获取机床的状态，从而能够实时监测机床状态。例如，线切割机床加工过程中，会存在水泵打开特征、水泵关闭特征、开始运丝特征、停止运丝特征、开始切割特征、停止切割特征等，这些特征在能耗曲线上，都会以波动的形式产生，并且对应了机床状态的变化。除了正常加工的特征外，线切割加工过程中的断丝、二次放电、电弧放电、抖丝等异常发生过程，也都有其独有的能耗特征，表征机床状态。正常加工和异常状况的能耗特征均具有时间短、能耗波动的特点，往往还具有其他类似特点的非对应机床状态变化的特征或者非需要获得的机床状态变化。如，线切割加工过程中的运丝是持续进行的，运丝筒转向时，运丝电机出现正反转切换，发生时间短、能耗波动大，会产生运丝电机换向特征，此时的机床正在运丝电机换向，但是，我们只需获知运丝电机何时开启，知道运丝这一工作状态即可。又比如，线切割切割工件时，从X轴切割变为Y轴切割的过程，X轴步进电机停止运动、Y轴步进电机转动，这一过程也为时间短、能耗波动大，这是切割转向切换的能耗特征，但是，我们只需获知切割何时开始，知道切割这一工作状态即可。

能耗数据可以通过能耗采集装置获得，能耗采集装置可以由多种方案。能耗采集可以直接利用功率传感器获得功率数据，也可以分别通过电压传感器、电流传感器获得电压数据、电流数据；能耗数据可以通过单片机处理，也可以PLC处理，也可以通过采集卡传至电脑后再进行处理。

因而，如何去表征机床的运行状态、如何识别出机床的运行状态，是急需解决的问题。从而能够对机床状态进行有效监测，便于对机床进行管理。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种基于能耗特征的线切割机床状态监测方法，能够实现线切割机床的状态监测，同时也为机床故障报警、机床能耗管理等做基础性工作。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于能耗特征的线切割机床状态监测方法，包括以下步骤：

步骤一：获取能耗数据：通过能耗采集装置获得线切割机床的能耗数据，所述能耗数据包括时间、功率以及功率曲线；