[发明专利]基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统

权利要求书

1.基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统，其特征在于，所述系统包括：

数据采集模块、数据处理模块和预警模块；

数据采集模块：采集五轴联动数控机床运行时各检测点处每个检测参数的数据得到各检测点的数据矩阵；

数据处理模块：将五轴联动数控机床的每个检测点记为待监测检测点；根据待监测检测点与其他各个待监测检测点之间的相关系数得到待监测检测点的相关系数指标；根据各个待监测检测点的相关系数指标以及相关系数阈值得到初步异常检测点集合；

将初步异常检测点数据矩阵中的每个数据均记为中心数据，根据中心数据局部邻域内的数据差异程度得到中心数据的波动因子；根据各中心数据的波动因子得到初步异常检测点数据矩阵中的噪点数据；依次将每个噪点数据记为中心噪点数据，根据中心噪点数据局部范围内所包含的噪点数据到中心噪点数据的距离关系特征得到中心噪点数据结构分布指标；根据中心噪点数据的结构分布指标得到中心噪点数据的自适应滤波窗口尺寸；根据中心噪点数据局部邻域噪点数据的自适应滤波窗口尺寸得到中心噪点数据的优化自适应窗口尺寸；根据各中心噪点数据的优化自适应窗口尺寸对各中心噪点数据进行滤波得到初步异常检测点的优化数据矩阵；

根据初步异常检测点优化数据矩阵中同一检测参数在不同时刻的数据差异情况得到初步异常检测点的时序分析指标；

根据初步异常检测点优化数据矩阵中同一时刻不同检测参数的数据差异情况得到初步异常检测点的空间分析指标；

根据各初步异常检测点的时序分析指标以及空间分析指标得到各初步异常检测点的异常置信度；将异常置信度大于预设异常置信度阈值的初步异常检测点作为真实异常检测点；

预警模块：根据五轴联动数控机床各初步异常检测点的异常置信度进行真实异常检测点的预警处理。

2.如权利要求1所述的基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统，其特征在于，所述根据待监测检测点与其他各个待监测检测点之间的相关系数得到待监测检测点的相关系数指标，包括的具体步骤为：计算待监测检测点与其他各个待监测检测点之间的相关系数，将待监测检测点与其他各个待监测检测点之间的相关系数均值作为待监测检测点的相关系数指标。

3.如权利要求1所述的基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统，其特征在于，所述根据中心数据局部邻域内的数据差异程度得到中心数据的波动因子，包括的具体步骤为：以中心数据为中心，从中心数据左右两边局部邻域内各提取数个数据，分别计算数个数据与中心数据的差值绝对值，将数个差值绝对值的均值作为中心数据的波动因子。

4.如权利要求1所述的基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统，其特征在于，所述根据中心噪点数据局部范围内所包含的噪点数据到中心噪点数据的距离关系特征得到中心噪点数据结构分布指标，表达式为：

式中，为距离阈值，用于限制中心噪点数据的局部范围；S为中心噪点数据局部范围内所包含的噪点数据数量；为中心噪点数据的局部范围内的噪点数据s到中心噪点数据的距离；为中心噪点数据的结构分布指标。

5.如权利要求1所述的基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统，其特征在于，所述根据中心噪点数据的结构分布指标得到中心噪点数据的自适应滤波窗口尺寸具体为：

式中，为中心噪点数据的自适应滤波窗口尺寸；为中心噪点数据的初始滤波窗口尺寸；为向上取整操作；为中心噪点数据的结构分布指标；其中为偶数，当为奇数时，。

6.如权利要求1所述的基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统，其特征在于，所述根据中心噪点数据局部邻域噪点数据的自适应滤波窗口尺寸得到中心噪点数据的优化自适应窗口尺寸，包括的具体步骤为：

获取同一检测参数中各个中心噪点数据的自适应滤波窗口尺寸，通过回归拟合得到同一检测参数各中心噪点数据自适应滤波窗口尺寸对应的拟合函数，根据拟合函数得到中心噪点数据平滑后的优化自适应窗口尺寸。