本發(fā)明涉及車床控制，具體為一種生產(chǎn)加工的車床控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、車床是主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床，在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工，車床數(shù)控系統(tǒng)由數(shù)控單元、步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)單元和減速步進(jìn)電機(jī)組成，數(shù)控單元采用mgs-51單片微機(jī)，數(shù)控單元的控制程序是實(shí)現(xiàn)各種功能的核心，在零件加工程序中，給定具體的加工長(zhǎng)度、移動(dòng)方向、進(jìn)給速度，控制程序在中央處理單元的支持下，按照所輸入的加工程序數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，發(fā)出所需要的脈沖信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器功卒放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，由步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)控制，車床控制系統(tǒng)可以分為以下幾種：cnc是數(shù)控機(jī)床普遍采用的一種控制系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)指令來(lái)控制車床進(jìn)行加工，plc是可編程邏輯控制器，它是一種專門(mén)為生產(chǎn)過(guò)程設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，plc控制系統(tǒng)可以通過(guò)編程控制車床的邏輯電路，從而實(shí)現(xiàn)車床的各種操作。

2、但是，傳統(tǒng)的生產(chǎn)加工用車床的控制系統(tǒng)存在精度不高的問(wèn)題，主要由于加工過(guò)程中存在很多不確定因素，包括環(huán)境的影響，工件夾具不穩(wěn)定，刀具出現(xiàn)磨損以及刀具位置發(fā)生偏移，這些因素會(huì)導(dǎo)致工件尺寸和形狀的不穩(wěn)定，從而影響控制系統(tǒng)的精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、（一）解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)加工的車床控制系統(tǒng)，具備通過(guò)同步監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度、車床振動(dòng)幅度、工件夾緊力、刀具磨損以及刀具偏移等數(shù)據(jù)，可以在其發(fā)生異常時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，確保車床加工的精度等優(yōu)點(diǎn)，解決了上述問(wèn)題。

3、（二）技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種生產(chǎn)加工的車床控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)收集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、輸出模塊以及預(yù)警模塊；

5、所述數(shù)據(jù)收集模塊包括溫度測(cè)量單元、振動(dòng)測(cè)量單元、壓力測(cè)量單元、切削力測(cè)量單元以及脈沖測(cè)量單元，其中；

6、所述溫度測(cè)量單元用于采集車床所處環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度，所述振動(dòng)測(cè)量單元用于采集車床在工作過(guò)程中產(chǎn)生的實(shí)時(shí)振動(dòng)，所述壓力測(cè)量單元用于采集夾具的實(shí)時(shí)壓力，所述切削力測(cè)量單元用于采集刀具的實(shí)時(shí)切削力，所述脈沖測(cè)量單元用于采集位置傳感器的實(shí)時(shí)脈沖數(shù)；

7、所述數(shù)據(jù)收集模塊將按時(shí)間周期采集到的多個(gè)實(shí)時(shí)溫度、實(shí)時(shí)振動(dòng)、實(shí)時(shí)壓力、實(shí)時(shí)切削力以及實(shí)時(shí)脈沖數(shù)分別形成實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)集、實(shí)時(shí)振動(dòng)數(shù)據(jù)集、實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)集、實(shí)時(shí)切削力數(shù)據(jù)集以及實(shí)時(shí)脈沖數(shù)數(shù)據(jù)集，所述數(shù)據(jù)收集模塊將這些數(shù)據(jù)集通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊；

8、所述數(shù)據(jù)處理模塊分別對(duì)實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)集、實(shí)時(shí)振動(dòng)數(shù)據(jù)集、實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)集、實(shí)時(shí)切削力數(shù)據(jù)集以及實(shí)時(shí)脈沖數(shù)數(shù)據(jù)集進(jìn)行預(yù)處理，分別得到清洗后的實(shí)時(shí)溫度、清洗后的實(shí)時(shí)振動(dòng)、清洗后的實(shí)時(shí)壓力、清洗后的實(shí)時(shí)切削力以及清洗后的實(shí)時(shí)脈沖數(shù)，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)兩個(gè)相鄰的清洗后的實(shí)時(shí)溫度計(jì)算溫度波動(dòng)值，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)兩個(gè)相鄰的清洗后的實(shí)時(shí)振動(dòng)計(jì)算振動(dòng)波動(dòng)值，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)清洗后的實(shí)時(shí)壓力計(jì)算工件夾緊力，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)清洗后的實(shí)時(shí)切削力計(jì)算刀具磨損量，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)清洗后的實(shí)時(shí)脈沖數(shù)計(jì)算刀具移動(dòng)量，所述數(shù)據(jù)處理模塊將這些數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)據(jù)分析模塊；

9、所述數(shù)據(jù)分析模塊內(nèi)預(yù)設(shè)有溫度波動(dòng)值閾值、振動(dòng)波動(dòng)值閾值、工件夾緊力閾值、刀具磨損量閾值以及刀具移動(dòng)量閾值，所述數(shù)據(jù)分析模塊將溫度波動(dòng)值、振動(dòng)波動(dòng)值、工件夾緊力、刀具磨損量以及刀具移動(dòng)量分別與對(duì)應(yīng)的閾值進(jìn)行對(duì)比，所述數(shù)據(jù)分析模塊將對(duì)比結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至輸出模塊；

10、當(dāng)出現(xiàn)溫度波動(dòng)值、振動(dòng)波動(dòng)值、工件夾緊力、刀具磨損量以及刀具移動(dòng)量任一數(shù)據(jù)超過(guò)對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，所述輸出模塊將異常結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至預(yù)警模塊；

11、所述預(yù)警模塊將異常信號(hào)反饋至工作人員。

12、優(yōu)選的，所述實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)集表達(dá)式為、實(shí)時(shí)振動(dòng)數(shù)據(jù)集表達(dá)式為、實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)集表達(dá)式為、實(shí)時(shí)切削力數(shù)據(jù)集表達(dá)式為以及實(shí)時(shí)脈沖數(shù)數(shù)據(jù)集表達(dá)式為，且每個(gè)數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)相同、采集周期相同、數(shù)據(jù)集內(nèi)每個(gè)數(shù)據(jù)間隔的時(shí)間相同，各個(gè)數(shù)據(jù)集中的下標(biāo)表示各個(gè)數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)有個(gè)。

13、優(yōu)選的，所述清洗后的實(shí)時(shí)溫度算法表示式如下：

14、

15、公式中，中的表示從實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)集中第一個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)始計(jì)算，即開(kāi)始計(jì)算，表示計(jì)算至該數(shù)據(jù)集中第個(gè)數(shù)據(jù)為止，即計(jì)算至為止，分母中表示該數(shù)據(jù)集中有個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算得出的結(jié)果為求和后求該數(shù)據(jù)集中所有數(shù)據(jù)的均值，即為清洗后的實(shí)時(shí)溫度；

16、所述清洗后的實(shí)時(shí)振動(dòng)算法表示式如下：

17、

18、公式中，中的表示從實(shí)時(shí)振動(dòng)數(shù)據(jù)集中第一個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)始計(jì)算，即開(kāi)始計(jì)算，表示計(jì)算至該數(shù)據(jù)集中第個(gè)數(shù)據(jù)為止，即計(jì)算至為止，分母中表示該數(shù)據(jù)集中有個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算得出的結(jié)果為求和后求該數(shù)據(jù)集中所有數(shù)據(jù)的均值，即為清洗后的實(shí)時(shí)振動(dòng)；

19、所述清洗后的實(shí)時(shí)壓力算法表示式如下：

20、

21、公式中，中的表示從實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)集中第一個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)始計(jì)算，即開(kāi)始計(jì)算，表示計(jì)算至該數(shù)據(jù)集中第個(gè)數(shù)據(jù)為止，即計(jì)算至為止，分母中表示該數(shù)據(jù)集中有個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算得出的結(jié)果為求和后求該數(shù)據(jù)集中所有數(shù)據(jù)的均值，即為清洗后的實(shí)時(shí)壓力；

22、所述清洗后的實(shí)時(shí)切削力算法表示式如下：

23、

24、公式中，中的表示從實(shí)時(shí)切削力數(shù)據(jù)集中第一個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)始計(jì)算，即開(kāi)始計(jì)算，表示計(jì)算至該數(shù)據(jù)集中第個(gè)數(shù)據(jù)為止，即計(jì)算至為止，分母中表示該數(shù)據(jù)集中有個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算得出的結(jié)果為求和后求該數(shù)據(jù)集中所有數(shù)據(jù)的均值，即為清洗后的實(shí)時(shí)切削力；

25、所述清洗后的實(shí)時(shí)脈沖數(shù)算法表示式如下：

26、

27、公式中，中的表示從實(shí)時(shí)脈沖數(shù)數(shù)據(jù)集中第一個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)始計(jì)算，即開(kāi)始計(jì)算，表示計(jì)算至該數(shù)據(jù)集中第個(gè)數(shù)據(jù)為止，即計(jì)算至為止，分母中表示該數(shù)據(jù)集中有個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算得出的結(jié)果為求和后求該數(shù)據(jù)集中所有數(shù)據(jù)的均值，即為清洗后的實(shí)時(shí)脈沖數(shù)。

28、優(yōu)選的，所述溫度波動(dòng)值算法表示式如下：

29、

30、公式中，表示本次計(jì)算得出的清洗后的實(shí)時(shí)溫度相鄰的上一個(gè)清洗后的實(shí)時(shí)溫度，即當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)集的上一個(gè)溫度數(shù)據(jù)集根據(jù)算法計(jì)算得出的實(shí)時(shí)溫度，表示兩者差值取絕對(duì)值。

31、優(yōu)選的，所述振動(dòng)波動(dòng)值算法表示式如下：

32、

33、公式中，表示本次計(jì)算得出的清洗后的實(shí)時(shí)振動(dòng)相鄰的上一個(gè)清洗后的實(shí)時(shí)振動(dòng)，即當(dāng)前振動(dòng)數(shù)據(jù)集的上一個(gè)振動(dòng)數(shù)據(jù)集根據(jù)算法計(jì)算得出的實(shí)時(shí)振動(dòng)，表示兩者差值取絕對(duì)值。

34、優(yōu)選的，所述工件夾緊力算法表示式如下：

35、

36、公式中，表示工件夾緊力，表示清洗后的實(shí)時(shí)壓力，表示夾具接觸面積。

37、優(yōu)選的，所述刀具磨損量算法表示式如下：

38、

39、公式中，表示刀具磨損量，表示清洗后的實(shí)時(shí)切削力，表示切削時(shí)間，表示磨損系數(shù)。

40、優(yōu)選的，所述刀具移動(dòng)量算法表示式如下：

41、

42、公式中，表示刀具移動(dòng)量，表示清洗后的實(shí)時(shí)脈沖數(shù)，表示每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的位移，表示每毫米的脈沖數(shù)。

43、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析模塊將溫度波動(dòng)值、振動(dòng)波動(dòng)值、工件夾緊力、刀具磨損量以及刀具移動(dòng)量分別與對(duì)應(yīng)的閾值進(jìn)行對(duì)比，所述數(shù)據(jù)分析模塊將對(duì)比結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至輸出模塊，當(dāng)溫度波動(dòng)值超過(guò)對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，判定溫度過(guò)高；

44、當(dāng)振動(dòng)波動(dòng)值超過(guò)對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，判定振動(dòng)幅度過(guò)大；

45、當(dāng)工件夾緊力低于對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，判定夾緊力過(guò)?。?/p>

46、當(dāng)?shù)毒吣p量超過(guò)對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，判定刀具切削能力下降；

47、當(dāng)?shù)毒咭苿?dòng)量超過(guò)對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，判定刀具的路徑出現(xiàn)偏差；

48、所述輸出模塊將異常信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至預(yù)警模塊。

49、優(yōu)選的，所述預(yù)警模塊包括顯示端和音頻端，所述顯示端用于顯示超過(guò)對(duì)應(yīng)閾值的單元，所述音頻端用于播放超過(guò)對(duì)應(yīng)閾值的單元，用于輔助工作人員快速找到出現(xiàn)異常的單元，從而采取相應(yīng)的措施。

50、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)加工的車床控制系統(tǒng)，具備以下有益效果：

51、本發(fā)明通過(guò)將溫度波動(dòng)值、振動(dòng)波動(dòng)值、工件夾緊力、刀具磨損量以及刀具移動(dòng)量分別與對(duì)應(yīng)的閾值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)溫度波動(dòng)值超過(guò)對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，判定溫度過(guò)高，當(dāng)振動(dòng)波動(dòng)值超過(guò)對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，判定振動(dòng)幅度過(guò)大，當(dāng)工件夾緊力低于對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，判定夾緊力過(guò)小，當(dāng)?shù)毒吣p量超過(guò)對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，判定刀具切削能力下降，當(dāng)?shù)毒咭苿?dòng)量超過(guò)對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，判定刀具的路徑出現(xiàn)偏差，當(dāng)出現(xiàn)以上任意一項(xiàng)數(shù)值出現(xiàn)異常時(shí)，預(yù)警模塊通過(guò)顯示端和音頻端同步發(fā)出預(yù)警，從而輔助工作人員快速找到出現(xiàn)異常的單元，采取相應(yīng)的措施，避免影響車床加工的精度。