[发明专利]一种基于电信号的机械加工设备生产状态监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于电信号的机械加工设备生产状态监测方法，其特征在于：通过电信号采集装置采集机械加工设备的电信号数据，并将电信号数据分段、计算后，得到的每段电信号数据对应的机械加工设备的生产状态，机械加工设备生产过程中相邻两生产状态之间存在换刀工序；具体检测方法步骤如下：

步骤1，分别采集机械加工设备在开机、关机、各零件加工工序、待加工、换刀过程中的电信号数据，并分别将每个过程中的电信号数据段进行数模转换；

步骤2，对开机、关机、各零件加工工序、单位时间内待加工过程中的电信号数据进行提取和计算，得到每种工作过程中电信号的特征序列，形成标准特征序列库；

步骤3，在机械加工设备生产过程中通过电信号采集装置持续采集机械加工设备的电信号数据，并将采集到的电信号数据数模转换；

步骤4，换刀过程的时间为T，持续监测最近接收到的T时间段的电信号数据，并将该段电信号数据的第一特征序列与换刀过程的标准特征序列对比，若匹配成功，则在该时间点对电信号数据进行分段，得到一段X+换刀过程的电信号数据，所述的X为待判定工序；

步骤5，对待判定工序X的第一特征序列分别与开机、关机、各零件加工工序的标准特征序列进行对比，若能完成匹配，则确定待判定工序X对应的工作状态；

步骤6，若不能完成匹配，则将待判定工序X的电信号数据按照单位时间划分为Q段，顺次将Q段电信号数据的第二特征序列分别与单位时间内待加工过程的特征序列进行对比，将能够完成匹配的电信号段标识为待加工状态；将不能匹配的电信号段标识为异常状态；

步骤7，按照时间顺序输出机械加工设备生产状态，完成对机械加工设备生产状态的监测。

2.如权利要求1所述的一种基于电信号的机械加工设备生产状态监测方法，其特征在于：所述的第一特征序列由若干个特征值顺序排列组成，所述的特征值包括最大值、最小值、方差、平均值、持续时长。

3.如权利要求2所述的一种基于电信号的机械加工设备生产状态监测方法，其特征在于：所述的第二特征序列为方差和平均值中的一个或两个组成。

4.如权利要求1所述的一种基于电信号的机械加工设备生产状态监测方法，其特征在于：所述的各零件加工工序包括该机械加工设备计划生产的每种零件的全部工序。

5.如权利要求1所述的一种基于电信号的机械加工设备生产状态监测方法，其特征在于：根据步骤7中按照时间顺序输出机械加工设备生产状态以及每个生产状态对应的特征序列，能够进一步得到该机械加工设备在生产状态监测过程中的工作数据，所述的工作数据包括开机时间、关机时间、设备运行时长、加工时长、零件种类和零部件加工个数、待加工状态时长、异常状态分布。

6.如权利要求1所述的一种基于电信号的机械加工设备生产状态监测方法，其特征在于：所述的电信号数据包括电流、电压、功率中的至少一种。

7.一种基于电信号的机械加工设备生产状态监测系统，其特征在于：包括电信号采集装置、控制板、数据传输模块、云服务器和内部服务器，所述的电信号采集装置与控制板串口连接，所述的控制板通过数据传输模块分别与云服务器、内部服务器信号连接；

所述的电信号采集装置用于采集机械加工设备的电信号数据，电信号采集装置将采集到的电信号数据数模转换后发出；所述的控制板用于对采集到的电信号数据进行整合、计算，得到每一段电信号数据特征序列；将每一段电信号数据的特征序列与标准特征序列进行匹配，得到每一段电信号数据代表的生产状态信息，通过对每一段电信号对应的生产状态进行累加完整加工过程，形成零件个数、设备加工状态时长、待加工时长统计、设备信息、零件信息一同形成设备特征集；

所述的数据传输模块用于将设备特征集发送至云服务器和内部服务器内；

所述的控制板还包括存储单元和数据处理单元，所述的存储单元用于存储所述权利要求1中步骤1至步骤2得到的标准特征序列库；所述的数据处理单元内用于执行所述的权利要求1中骤3至步骤7；所述的存储单元和数据处理单元连接，所述的数据处理单元与数据传输模块连接。