[发明专利]基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统

说明书

本发明涉及数据处理领域，具体涉及基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统，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：获取智能监测的数据矩阵；数据处理模块：提取初步异常检测点；根据初步异常检测点中各数据的波动因子得到各噪点数据；构建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；进而获取中心噪点数据的优化自适应窗口尺寸；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；预警模块：对真实异常检测点进行预警处理。从而实现对五轴联动数控机床的准确智能监测，提高五轴联动数控机床异常预警的准确性。

技术领域

本申请涉及数据处理领域，具体涉及基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统。

背景技术

目前，为满足我国重大基础制造和国防工业领域对高档数控机床的需求，需大力发展高性能、智能化的数控机床装备。五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，数控机床在长期服役过程中高连续、高封闭的工作特性，会促使主轴系统零部件健康状态及性能下降，容易因疲劳、磨损等问题而引发故障，一旦出现故障往往会引起连锁反应，加剧其他零部件的损耗速度，从而引发更加严重的故障，影响整机的健康状况。

为保证五轴联动数控机床的加工精度，降低故障率，需要在五轴联动数控机床上装配监测系统，对五轴联动数控机床工作过程进行智能监测。但目前大多五轴联动数控机床监测系统存在监测不全面，检测参数单一，仅在一个位置部署传感器进行监测，不够对五轴联动数控机床的运行状况进行综合监测，监测精度低等问题。

综上所述，本发明提出基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统，本发明通过各检测参数传感器对数据进行采集，通过物联网技术连接智能监测系统，对五轴联动数控机床工作运行过程中不同检测点处各个检测参数的分析，对五轴联动数控机床进行智能监测，通过多维数据对五轴联动数控机床运行状态进行监测，提高五轴联动数据机床智能监测精度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供基于物联网的五轴联动数控机床智能监测系统，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。