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申请/专利权人：北京市机电研究院有限责任公司

摘要：本发明公开了一种基于多源参数的数控机床数据格式规范化处理方法，使用多源传感器同步采集同一工况下数控机床的多源参数；将所采集的并经过放大处理后的多源参数信号通过USB、PCI、以太网总线接入嵌入式系统中，由嵌入式系统对多源参数信号进行幅值、无量纲化、归一化、数据校准四个层级的处理，将信号转变为规范化格式；再将规范化格式处理后的信号数据通过工业以太网交换机传输至上位机，由所述上位机进行数据分析处理，判断所述数控机床的状态或存在的故障。上述方法能够确保在数控机床同一工况下采集到所需的多源多种数据集，并对所采集的数据进行设定的规范化格式处理，便于多源信号在上位机中分析处理，提高处理效率。

主权项：1.一种基于多源参数的数控机床数据格式规范化处理方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、使用多源传感器同步采集同一工况下数控机床的多源参数；所述多源参数包括工件受到的切削力信号、工作台的振动加速度信号、微位移信号、机床的功率信号、加工环境的温度信号；步骤2、将所采集的并经过放大处理后的多源参数信号通过USB、PCI、以太网总线接入嵌入式系统中，由嵌入式系统对多源参数信号进行幅值、无量纲化、归一化、数据校准四个层级的处理，将信号转变为规范化格式；在步骤2中，由嵌入式系统对多源参数信号进行幅值、无量纲化、归一化、数据校准四个层级的处理，将信号转变为规范化格式的过程具体为：1针对工件受到的切削力信号处理过程为：工件受到的切削力信号包括FxN、FyN、FzN3个通道的切削力参数，用xFij表示，单位N；这里i＝1，2，3；i＝1表示Fx；i＝2表示Fy；i＝3表示Fz，对应3个通道；j表示任意采样点的测量分力，j＝1，2，...，n；1首先计算3个通道切削力数据最大值、最小值及绝对值对3个通道切削力分量进行描述，xF1j表示Fx；xF2j表示Fy；xF3j表示Fz，由于采用基准触发信号，三个方向的切削力量纲一致，具备无量纲化条件，横向进行无量纲化处理；最大值xFimax＝max[maxxFij，j＝1，2，...，n，i＝1，2，3]最小值xFimin＝min[minxFij，j＝1，2，...，n，i＝1，2，3]绝对值xFmax＝max[|xFimax-xFimin|]2实时采集数据倍率及分区段描述，表示为： xSFijk为调理参数，其区间[-10,10]3无量纲化及归一化处理对各通道数据分区段除以绝对值xFmax，得到无量纲化数据xFij，i＝1，2，3；j＝1，2，..，n，表示为： 将无量纲化各通道的切削力描述成数据集形式，表示为： XF1参数取值范围[-1,1]； XF2参数取值范围[-1,1]； XF3参数取值范围[-1,1]；再进行归一化处理，将xF1j、xF2j、xF3j转化为xcFij＝kFm×xFij；kFm是通用数据集中km的一种具体情况，下标F表示切削力，求解过程与km一样，表示倍率系数；将归一化处理后各通道的切削力描述成数据集形式，表示为： XCF1参数取值范围[-1,1]； XCF2参数取值范围[-1,1]； XCF3参数取值范围[-1,1]；4规范化处理后数据的校准 其中，表示规范化处理后的数据，通过比较规范化处理后数据与原始数据XFij的误差进行数据校准；2针对工作台的振动加速度信号处理过程为：设有mV个加速度信号通道，用符号xVij描述，加速度单位ms2，第i通道，i＝1，2，3…，mV；第j个数据，j＝1，2，3…，n；针对工作台的振动加速度信号处理过程与切削力信号处理过程相同；3针对微位移信号处理过程为：设有mD个微位移信号通道，用xDij描述，单位为mm,第i通道，i＝1，2，3…，mD；第j个数据，j＝1，2，3…，n；针对微位移信号处理过程与切削力信号处理过程相同；4针对机床的功率信号处理过程为：设有mp个功率参数通道，用xPij描述，单位为W,第i通道，i＝1，2，3…，mp；第j个数据，j＝1，2，3…，n；针对机床的功率信号处理过程与切削力信号处理过程相同；5针对加工环境的温度信号处理过程为：设有mT个温度参数通道，用xTij描述，单位℃,第i通道，i＝1，2，3…，mT；第j个数据，j＝1，2，3…，n；针对加工环境的温度信号处理过程与切削力信号处理过程相同步骤3、再将规范化格式处理后的信号数据通过工业以太网交换机传输至上位机，由所述上位机进行数据分析处理，判断所述数控机床的状态或存在的故障。

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