基于多傳感器的機床狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測與識別系統(tǒng).pdf

1、目前國內(nèi)很多企業(yè)車間的機床種類參差不齊，自動化程度不高，發(fā)展緩慢，已經(jīng)不能適應(yīng)我國現(xiàn)階段對制造業(yè)的發(fā)展需求。針對很多企業(yè)的底層設(shè)備狀態(tài)信息無法完全上達(dá)到上層，給企業(yè)開展信息化建設(shè)或者進(jìn)一步發(fā)展智能制造產(chǎn)生很大影響這一問題，本文對機床狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測與識別系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，并實現(xiàn)了原型系統(tǒng)的開發(fā)，成功應(yīng)用于企業(yè)車間設(shè)備。
　　本文首先從研究背景和目的著手闡述了機床狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測與識別技術(shù)研究的意義。分析了相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，

2、包括機床狀態(tài)參數(shù)采集技術(shù)的研究、信號處理技術(shù)的研究、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的研究和機床狀態(tài)識別方法的研究等。對基于多傳感器的機床狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測與識別系統(tǒng)的需求進(jìn)行了分析，給出了機床運行狀態(tài)的精確定義和監(jiān)測方案。設(shè)計了機床狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測與識別系統(tǒng)的總體框架、上位機的軟件架構(gòu)和下位機系統(tǒng)架構(gòu)。
　　然后，對基于多傳感器的機床狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測與識別系統(tǒng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，包括：1）信號處理技術(shù)的研究。本文對定時器生成的采樣時鐘進(jìn)行了理論計算和分析

3、，得出信噪比隨采樣頻率的增加而變得更差的結(jié)論，設(shè)計了一種基于時鐘抖動的多通道采樣調(diào)度方法，給出了保障信噪比的定時器硬件觸發(fā)最長時間間隔計算公式。2）基于USB的多通道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究。利用USB傳輸速度快、擴(kuò)展方便等特點實現(xiàn)上下位機的多通道數(shù)據(jù)傳輸，設(shè)計出一種能夠解決多通道、多精度、多速率數(shù)據(jù)上傳問題的數(shù)據(jù)幀填充方法。結(jié)合雙緩沖傳輸?shù)膬?yōu)點給出了信號采集板傳輸系統(tǒng)工作的程序流程圖3）基于多傳感器融合的機床狀態(tài)識別技術(shù)。分析比較了幾種常見識

4、別算法的性能和應(yīng)用場合，設(shè)計了基于多傳感融合和模糊識別分類器的機床運行狀態(tài)識別方法。該方法利用隸屬函數(shù)對組合特征進(jìn)行處理，獲得隸屬度矩陣，實現(xiàn)了基于多傳感器參數(shù)的機床運行狀態(tài)的識別方法。
　　最后，利用上述理論和技術(shù)研究，開發(fā)了基于多傳感器的機床狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測與識別系統(tǒng)的原型系統(tǒng)。為了提高系統(tǒng)的可靠性和實時性，該系統(tǒng)采用以ARM+Linux為運行平臺的嵌入式終端架構(gòu)。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于企業(yè)，為企業(yè)實現(xiàn)自動化管理，提高設(shè)備利用率等提供