[发明专利]基于数字孪生的五轴联动机床在线诊断预警系统及方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生的五轴联动机床在线诊断预警系统，其特征在于，包括：五轴联动机床数控系统主控单元、五轴联动机床映像数字孪生体、数字孪生学习模块、数字孪生结构模块，

所述五轴联动机床数控系统主控单元，其一方面与检测组件相连接，对五轴联动机床的运行状态数据进行采集；另一方面与所述五轴联动机床映像数字孪生体相连接，用于判断五轴联动机床数控系统主控单元是否发生故障；

所述五轴联动机床映像数字孪生体与所述五轴联动机床数控系统主控单元相对应，能反映所述五轴联动机床数控系统主控单元的实际运行状态；

所述数字孪生学习模块，用于对所述五轴联动机床数控系统主控单元的实际运行状态数据进行预警分析；其一方面与所述五轴联动机床映像数字孪生体相连接，用于对所述五轴联动机床数控系统主控单元的实际运行状态数据进行数据采集；另一方面与所述数字孪生结构模型相连接，用于输出预警结果；

所述数字孪生结构模型，一方面与所述数字孪生学习模块相连接，用于接收所述预警结果；另一方面与所述五轴联动机床映像数字孪生体相连接，用于将所述预警结果传送给所述五轴联动机床数控系统主控单元。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的五轴联动机床在线诊断预警系统，其特征在于，所述检测组件包括：伺服系统监控检测组件、液压状态监控检测组件、气动状态监控检测组件、水路状态监控检测组件、主轴状态监控检测组件、AC摆头状态监控检测组件；

所述伺服系统监控检测组件，用于对五轴联动机床的伺服系统运行状态进行监控检测；所述液压状态监控检测组件，用于对五轴联动机床的液压状态进行监控检测；所述气动状态监控检测组件，用于对五轴联动机床的气动状态进行监控检测；所述水路状态监控检测组件，用于对五轴联动机床的水路状态进行监控检测；所述主轴状态监控检测组件，用于对五轴联动机床的主轴状态进行监控检测；所述AC摆头状态监控检测组件，用于对五轴联动机床的AC摆头状态进行监控检测。

3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的五轴联动机床在线诊断预警系统，其特征在于，所述数字孪生学习模块包括：

运行状态数据读取单元、正常运行状态数据库、报警信息及状态数据库、故障判断单元、预警输出单元；

所述运行状态数据读取单元与所述五轴联动机床数控系统主控单元相连接，用于对五轴联动机床的运行状态数据进行采集读取；

所述运行状态数据读取单元，一方面与所述正常运行状态数据库连接，用于存储五轴联动机床处于正常运行状态时的各项数据；另一方面与所述报警信息及状态数据库相连接，用于存储五轴联动机床处于异常状态的各项数据，及存储五轴联动机床处于异常状态时对应的报警信息；

所述故障判断单元，一方面与所述正常运行状态数据库连接，另一方面与所述报警信息及状态数据库相连接，用于将所述实际运行状态数据与所述正常运行状态数据库和报警信息及状态数据库中的数据进行比对，对五轴联动机床运行状态进行预警分析生成预警结果；

所述预警输出单元与所述故障判断单元相连接，用于输出预警结果。

4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的五轴联动机床在线诊断预警系统，其特征在于，所述数字孪生结构模型包括：

机构功能部件单元、电气单元、伺服单元、液压/水路/气路单元、主轴单元、AC摆头单元、状态监控单元、输出接口单元；

所述机构功能部件单元，用来模拟五轴联动机床机构功能部件的运行；所述电气单元用来模拟五轴联动机床电气部件的运行状态；所述伺服单元，用来模拟五轴联动机床伺服系统的运行状态；所述液压/水路/气路单元，用来模拟五轴联动机床液压、水路、气路的运行状态；所述主轴单元，用来模拟五轴联动机床主轴的运行状态；所述AC摆头单元，用来模拟五轴联动机床AC摆头的运行状态；所述状态监控单元，用来监控五轴联动机床整体的运行状态；所述输出接口单元，用于输出预警结果。

5.一种基于数字孪生的五轴联动机床在线诊断预警方法，其特征在于，包括：

S1:获取五轴联动机床数控系统主控单元；

S2:将五轴联动机床数控系统主控单元经过预设五轴联动机床映像数字孪生体判断五轴联动机床数控系统主控单元是否发生故障，若是，则推送预警信息。