一种龙门加工中心传动装置进给分析控制系统的制作方法

1.本发明属于龙门加工中心控制技术领域，涉及到一种龙门加工中心传动装置进给分析控制系统。


背景技术：

2.龙门加工中心是目前工业发展的重要数控机床之一，它具有加工精度高的特点，在作业过程中，传动装置的进给控制也是非常关键的环节，只有当进给传动装置的进给控制精准时，才能更好控制工件加工结果的精准性，因此，对龙门加工中心传动装置进给分析控制十分的重要。
3.当前对龙门加工中心传动装置进给控制的方式主要是通过人工根据工件加工形状进行参数手动设置，传动装置根据设置的参数进行进给，很显然这种分析方式存在以下几个问题：1、通过人工手动进行参数设置的方式，智能化和自动化的水平不高，无法根据工件的放置位置对传动装置的进给路线进行分析与控制，进而无法实现龙门加工中心传动装置的自动进给，从而无法有效的提高龙门加工中心的加工效率和效果，另一方面也无法提高龙门加工中心传动装置在进给过程中的灵活性，从而无法提高龙门加工中心在加工不同工件时的针对性。
4.2、当前加工完成工件的加工质量分析的主要方式是通过人工对工件加工的尺寸进行粗略式分析，无法有效保障龙门加工中心加工结果的真实性和科学性，同时也无法准确的了解工件加工的位置偏移情况，从而无法有效提高龙门加工中心在加工过程中的精准性，并且也无法保障龙门加工中心的加工质量，在另一方面，也无法为龙门加工中心装置调整提供可靠的依据。
5.3、传动装置中导轨的作业状态是龙门加工中心正常运行的前提，当前龙门加工中心的导轨状态的监测大多通过对导轨的表面情况进行监测，从而无法直观的了解到导轨内部的运行状态，进而无法有效保障传动装置的正常运行，同时也无法保障龙门加工中心运行的安全性和稳定性。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供的一种龙门加工中心传动装置进给分析控制系统，解决了背景技术中存在的问题。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种龙门加工中心传动装置进给分析控制系统，包括工件加工位置信息采集模块、进给信息分析模块、工件加工分析确认模块、装置状态信息采集模块、装置状态信息分析确认模块、预警终端和工件管理数据库。
8.所述工件加工位置信息采集模块，用于通过摄像头对目标加工工件的图像进行采集，得到目标加工工件的图像，并从中定位出目标加工工件的加工位置以及指定龙门加工中心主轴位置。
9.所述进给信息分析模块，用于根据目标加工工件的加工位置以及指定龙门加工中
心主轴位置，对指定龙门加工中心传动装置的进给方向以及进给距离进行分析，进而对指定龙门加工中心传动装置的进给路线进行确认，并根据工件管理数据库中存储的目标加工工件的标准钻孔尺寸，对指定龙门加工中心主轴的刀具型号、进给转速和进给时长进行分析，并根据指定龙门加工中心主轴的刀具型号、进给转速和进给时长进行进给调控，其中钻孔尺寸包括钻孔高度和钻孔直径。
10.所述工件加工分析确认模块，通过摄像头对完成加工的目标加工工件的图像进行采集，得到完成加工对应的目标加工工件图像，并记为目标加工工件加工图像，同时通过粗糙度测量仪对目标加工工件钻孔内壁面的粗糙度进行采集，得到目标加工工件钻孔内壁面对应的粗糙度，进而根据目标加工工件加工图像和目标加工工件钻孔内壁面的粗糙度，对完成加工的目标加工工件的加工质量进行分析与确认。
11.所述装置状态信息采集模块，用于对运行过程中指定龙门加工中心传动装置的状态信息进行采集，其中，状态信息包括各导轨中的灰尘浓度、运行速度、振动频率以及各导轨中各滚珠之间的间距。
12.所述装置状态信息分析确认模块，用于根据运行过程中指定龙门加工中心传动装置的状态信息，对指定龙门加工中心传动装置的状态进行分析和确认。
13.所述预警终端，用于当指定龙门加工中心传动装置的状态为危险状态时，进行预警提示。
14.可选地，所述对指定龙门加工中心传动装置的进给方向以及进给距离进行分析，具体分析过程如下：将目标加工工件的加工位置以及指定龙门加工中心主轴位置导入设定的三维位置坐标系内，得到目标加工工件的加工位置坐标和指定龙门加工中心主轴位置坐标，并分别标记为和。
15.通过计算公式得到指定龙门加工中心主轴在x轴上的进给距离，并根据目标加工工件和指定龙门加工中心主轴之间的相对位置，获取指定龙门加工中心在x轴上的进给方向。
16.通过计算公式得到指定龙门加工中心主轴在y轴上的进给距离，并根据目标加工工件和指定龙门加工中心主轴之间的相对位置，获取指定龙门加工中心在y轴上的进给方向。
17.通过计算公式得到指定龙门加工中心主轴在z轴上的进给距离，并根据目标加工工件和指定龙门加工中心主轴之间的相对位置，获取指定龙门加工中心在z轴上的进给方向。
18.可选地，所述对指定龙门加工中心传动装置的进给路线进行确认，具体确认过程如下：将指定龙门加工中心在x轴上的进给距离、y轴上的进给距离以及z轴上的进给距离进行相互对比，并按照由大到小的顺序进行排序，得到指定龙门加工中心在x轴、y轴以及z轴的进给排序，作为指定龙门加工中心传动装置的移动顺序，同时根据指定龙门加工中心在x轴、y轴、z轴上的进给距离和进给方向，确认指定龙门加工中心传动装置的进给路线，并进
行指定龙门加工中心传动装置进给调控。
19.可选地，所述对指定龙门加工中心主轴的刀具型号、进给转速和进给时长进行分析，具体分析过程如下：将目标加工工件的标准钻孔尺寸与工件管理数据库中存储的各钻孔尺寸对应的刀具型号进行匹配对比，进而得到目标加工工件对应的刀具型号，并将该刀具型号作为指定龙门加工中心主轴的刀具型号。
20.将目标加工工件的标准钻孔尺寸与工件管理数据库中存储的各钻孔尺寸对应的进给转速和进给时长进行匹配对比，进而得到目标加工工件对应的进给转速和进给时长。
21.可选地，所述对完成加工的目标加工工件的加工质量进行分析，具体分析过程如下：从目标加工工件加工图像中定位出目标加工工件对应的实际钻孔位置和实际钻孔尺寸，进而得到目标加工工件对应的实际钻孔位置和实际钻孔尺寸。
22.同时从目标加工工件加工图像中定位出实际钻孔对应的起始表面对应的中心点和底部表面对应的中心点，并分别标记为起始中心点和终止中心点，进而将起始中心点和终止中心点导入设定的三维坐标中，得到起始中心点和终止中心点对应的坐标，分别标记为和，通过计算公式，得到目标加工工件对应的实际钻孔长度。
23.将目标加工工件对应的实际钻孔位置与工件管理数据库中存储的目标加工工件对应的标准钻孔位置进行对比，若目标加工工件对应的实际钻孔位置与目标加工工件对应的标准钻孔位置一致，则将目标加工工件对应的钻孔位置符合指数记为，反之则将目标加工工件对应的钻孔位置符合指数记为，以此方式得到目标加工工件对应的钻孔位置符合指数，其中取值为或者，且＞。
24.将目标加工工件对应的实际钻孔尺寸、钻孔位置符合指数、实际钻孔长度和实际钻孔对应的粗糙度代入计算公式中，得到目标加工工件对应的加工质量评估系数，其中，r、k分别表示目标加工工件对应的实际钻孔尺寸、实际钻孔内壁面对应的粗糙度，、为工件管理数据库中存储的标准钻孔尺寸、标准钻孔高度，、分别表示为预设的钻孔尺寸允许偏差值、钻孔高度允许偏差值，为设定的许可钻孔内壁面粗糙度，、、、分别为设定的钻孔尺寸、钻孔位置符合指数、钻孔长度、钻孔内壁面粗糙度对应的权重因子。
25.可选地，所述对完成加工的目标加工工件的加工质量进行确认，具体确认过程如下：将目标加工工件对应的加工质量评估系数与设定的标准工件加工质量评估系数进行对
比，若目标加工工件对应加工质量评估系数大于或者等于标准工件加工质量评估系数，则判定目标加工工件对应的加工质量合格，反之则判定目标加工工件对应的加工质量不合格，并进行再次加工。
26.可选地，所述对指定龙门加工中心传动装置的状态进行分析，具体分析过程如下：将各导轨中的灰尘浓度、运行速度、振动频率以及各导轨中各滚珠之间的间距代入计算公式中，得到指定龙门加工中心传动装置的状态符合指数，其中，表示第i个导轨中第j个滚珠与第j 1个滚珠之间的间距，、、分别表示第i个导轨对应的灰尘浓度、运行速度、振动频率，、、、分别为设定的标准滚珠间距、导轨许可灰尘浓度、导轨标准运行速度、导轨许可振动频率，、分别表示为预设的导轨中滚珠之间允许间距误差、导轨运行速度运行差值，、、、分别为设定的滚珠间距、导轨灰尘浓度、导轨运行速度、导轨振动频率对应的权重因子，i表示各导轨对应的编号，i=1，2......n，j表示各滚珠对应的编号，j=1，2......m。
27.可选地，所述对指定龙门加工中心传动装置的状态进行确认，具体确认过程如下：将指定龙门加工中心传动装置的状态符合指数与设定的标准龙门加工中心装置状态符合指数进行对比，若指定龙门加工中心传动装置的状态符合指数大于或者等于标准龙门加工中心装置状态符合指数，则判定指定龙门加工中心传动装置的状态为安全状态，反之则判定指定龙门加工中心传动装置的状态为危险状态。
28.可选地，所述工件管理数据库，用于存储目标加工工件的标准钻孔尺寸、标准钻孔位置和标准钻孔位置中心点位置坐标，存储各钻孔尺寸对应的刀具型号，并存储各钻孔尺寸对应的进给转速和进给时长。
29.相较于现有技术，本发明的有益效果如下：1、本发明提供的一种龙门加工中心传动装置进给分析控制系统，通过对龙门加工中心传动装置的进给和龙门加工中心传动装置中导轨的状态进行分析，解决了当前技术智能化和自动化的水平不高的问题，实现了龙门加工中心传动装置的自动进给，有效的提高了龙门加工中心的加工效率和效果，同时也大大提高了龙门加工中心传动装置在进给过程中的灵活性，实现了龙门加工中心对不同工件的针对性加工，并且也提高了龙门加工中心在加工过程中的智能化水平。
30.1、本发明在工件加工分析确认模块通过对加工完成工件的实际钻孔位置、实际钻孔尺寸、实际钻孔长度和实际钻孔内壁面的粗糙度进行分析和确认，实现了工件加工质量的多维度分析，有效的保障了龙门加工中心加工结果的可靠性和参考性，并且也大大提高了工件的加工质量，同时也提高了龙门加工中心在加工过程中的加工效果，另一方面，准确的了解工件加工的位置偏移情况，为后续龙门加工中心装置调整提供了可靠的依据。
31.2、本发明在装置状态信息采集模块通过对龙门加工中心中导轨的状态信息进行采集，为后续装置状态信息分析确认设置了铺垫，同时也直观的了解到导轨的运行状态，有
效保障了传动装置的正常运行，并且也有效保障龙门加工中心运行的安全性和稳定性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明的系统模块连接结构示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.请参阅图1所示，一种龙门加工中心传动装置进给分析控制系统，包括工件加工位置信息采集模块、进给信息分析模块、工件加工分析确认模块、装置状态信息采集模块、装置状态信息分析确认模块、预警终端和工件管理数据库。
36.所述进给信息分析模块分别与工件加工位置信息采集模块、工件加工分析确认模块、装置状态信息采集模块和工件管理数据库连接，所述装置状态信息分析确认模块分别与装置状态信息采集模块、预警终端和工件管理数据库连接，所述工件管理数据库分别与工件加工位置信息采集模块和工件加工分析确认模块连接。
37.工件加工位置信息采集模块，用于通过摄像头对目标加工工件的图像进行采集，得到目标加工工件的图像，并从中定位出目标加工工件的加工位置以及指定龙门加工中心主轴位置。
38.在一个具体实施例中，目标加工工件的加工位置的定位方式为：根据工件管理数据库中存储的目标加工工件的标准钻孔位置，与目标加工工件图像进行匹配对比，进而从中定位出目标加工工件的加工位置。
39.进给信息分析模块，用于根据目标加工工件的加工位置以及指定龙门加工中心主轴位置，对指定龙门加工中心传动装置的进给方向以及进给距离进行分析，进而对指定龙门加工中心传动装置的进给路线进行确认，并根据工件管理数据库中存储的目标加工工件的标准钻孔尺寸，对指定龙门加工中心主轴的刀具型号、进给转速和进给时长进行分析，并根据指定龙门加工中心主轴的刀具型号、进给转速和进给时长进行进给调控，其中钻孔尺寸包括钻孔高度和钻孔直径。
40.在一个具体实施例中，对指定龙门加工中心传动装置的进给方向以及进给距离进行分析，具体分析过程如下：将目标加工工件的加工位置以及指定龙门加工中心主轴位置导入设定的三维位置坐标系内，得到目标加工工件的加工位置坐标和指定龙门加工中心主轴位置坐标，并分别标记为和。
41.通过计算公式得到指定龙门加工中心主轴在x轴上的进给距离，并根据目标加工工件和指定龙门加工中心主轴之间的相对位置，获取指定龙门加工中心在x轴上的进给方向。
42.通过计算公式得到指定龙门加工中心主轴在y轴上的进给距离，并根据目标加工工件和指定龙门加工中心主轴之间的相对位置，获取指定龙门加工中心在y轴上的进给方向。
43.通过计算公式得到指定龙门加工中心主轴在z轴上的进给距离，并根据目标加工工件和指定龙门加工中心主轴之间的相对位置，获取指定龙门加工中心在z轴上的进给方向。
44.需要说明的是，x轴上的运动方向为前后方向的运动，若目标加工工件在指定龙门加工中心主轴的前方，则指定龙门加工中心在x轴上的进给方向为向前。
45.y轴上的运动方向为左右方向的运动，若目标加工工件在指定龙门加工中心主轴的左侧，则指定龙门加工中心在y轴上的进给方向为向左。
46.z轴上的运动方向为下方向的运动，即指定龙门加工中心在z轴上的进给方向为向下。
47.还需要说明的的是，x轴、y轴和z轴分别为龙门加工中心中的x轴导轨、y轴导轨和z轴导轨。
48.在又一个具体实施例中，对指定龙门加工中心传动装置的进给路线进行确认，具体确认过程如下：将指定龙门加工中心在x轴上的进给距离、y轴上的进给距离以及z轴上的进给距离进行相互对比，并按照由大到小的顺序进行排序，得到指定龙门加工中心在x轴、y轴以及z轴的进给排序，作为指定龙门加工中心传动装置的移动顺序，同时根据指定龙门加工中心在x轴、y轴、z轴上的进给距离和进给方向，确认指定龙门加工中心传动装置的进给路线，并进行指定龙门加工中心传动装置进给调控。
49.在另一个具体实施例中，对指定龙门加工中心主轴的刀具型号、进给转速和进给时长进行分析，具体分析过程如下：将目标加工工件的标准钻孔尺寸与工件管理数据库中存储的各钻孔尺寸对应的刀具型号进行匹配对比，进而得到目标加工工件对应的刀具型号，并将该刀具型号作为指定龙门加工中心主轴的刀具型号。
50.将目标加工工件的标准钻孔尺寸与工件管理数据库中存储的各钻孔尺寸对应的进给转速和进给时长进行匹配对比，进而得到目标加工工件对应的进给转速和进给时长。
51.工件加工分析确认模块，通过摄像头对完成加工的目标加工工件的图像进行采集，得到完成加工对应的目标加工工件图像，并记为目标加工工件加工图像，同时通过粗糙度测量仪对目标加工工件钻孔内壁面的粗糙度进行采集，得到目标加工工件钻孔内壁面对应的粗糙度，进而根据目标加工工件加工图像和目标加工工件钻孔内壁面的粗糙度，对完成加工的目标加工工件的加工质量进行分析与确认。
52.在一个具体实施例中，对完成加工的目标加工工件的加工质量进行分析，具体分析过程如下：从目标加工工件加工图像中定位出目标加工工件对应的实际钻孔位置和实际钻孔尺寸，进而得到目标加工工件对应的实际钻孔位置和实际钻孔尺寸。
53.同时从目标加工工件加工图像中定位出实际钻孔对应的起始表面对应的中心点和底部表面对应的中心点，并分别标记为起始中心点和终止中心点，进而将起始中心点和终止中心点导入设定的三维坐标中，得到起始中心点和终止中心点对应的坐标，分别标记为和，通过计算公式，得到目标加工工件对应的实际钻孔长度。
54.将目标加工工件对应的实际钻孔位置与工件管理数据库中存储的目标加工工件对应的标准钻孔位置进行对比，若目标加工工件对应的实际钻孔位置与目标加工工件对应的标准钻孔位置一致，则将目标加工工件对应的钻孔位置符合指数记为，反之则将目标加工工件对应的钻孔位置符合指数记为，以此方式得到目标加工工件对应的钻孔位置符合指数，其中取值为或者，且＞。
55.将目标加工工件对应的实际钻孔尺寸、钻孔位置符合指数、实际钻孔长度和实际钻孔对应的粗糙度代入计算公式中，得到目标加工工件对应的加工质量评估系数，其中，r、k分别表示目标加工工件对应的实际钻孔尺寸、实际钻孔内壁面对应的粗糙度，、为工件管理数据库中存储的标准钻孔尺寸、标准钻孔高度，、分别表示为预设的钻孔尺寸允许偏差值、钻孔高度允许偏差值，为设定的许可钻孔内壁面粗糙度，、、、分别为设定的钻孔尺寸、钻孔位置符合指数、钻孔长度、钻孔内壁面粗糙度对应的权重因子。
56.在又一个具体实施例中，对完成加工的目标加工工件的加工质量进行确认，具体确认过程如下：将目标加工工件对应的加工质量评估系数与设定的标准工件加工质量评估系数进行对比，若目标加工工件对应加工质量评估系数大于或者等于标准工件加工质量评估系数，则判定目标加工工件对应的加工质量合格，反之则判定目标加工工件对应的加工质量不合格，并进行再次加工。
57.本发明实施例通过对加工完成工件的实际钻孔位置、实际钻孔尺寸、实际钻孔长度和实际钻孔内壁面的粗糙度进行分析和确认，实现了工件加工质量的多维度分析，有效的保障了龙门加工中心加工结果的可靠性和参考性，并且也大大提高了工件的加工质量，同时也提高了龙门加工中心在加工过程中的加工效果，另一方面，准确的了解工件加工的位置偏移情况，为后续龙门加工中心装置调整提供了可靠的依据。
58.装置状态信息采集模块，用于对运行过程中指定龙门加工中心传动装置的状态信息进行采集，其中，状态信息包括各导轨中的灰尘浓度、运行速度、振动频率以及各导轨中
各滚珠之间的间距。
59.在一个具体实施例中，对运行过程中指定龙门加工中心传动装置的状态信息进行采集，具体采集过程如下：将指定龙门加工中心传动装置对应运行过程按照预设时间间隔划分成各检测时间点。
60.通过x射线检测仪对指定龙门加工中心传动装置内部在各检测时间点的图像进行采集，得到指定龙门加工中心传动装置在各检测时间点对应的内部图像，进而从中定位出各导轨中各检测时间点各滚珠之间的间距，通过均值计算，得到运行过程中各导轨中各滚珠之间的平均间距，并作为各导轨中各滚珠之间间距。
61.在各导轨的下方进行监测点的布设，并在各监测点安装灰尘传感器，并通过各灰尘传感器对各导轨内各监测点在各检测时间点的灰尘浓度进行采集，得到各导轨内各监测点在各检测时间点的灰尘浓度，进而通过均值计算，得到各导轨的平均灰尘浓度，并将其作为各导轨的灰尘浓度。
62.在各导轨的下方安装速度传感器，通过各速度传感器对各导轨在各检测时间点的运行速度进行采集，得到各导轨在各检测时间点的运行速度，通过均值计算，得到各导轨的平均运行速度，并作为各导轨的运行速度。
63.在各导轨的下方安装振动传感器，并通过振动传感器对各导轨在各检测时间点的振动频率进行采集，得到指定龙门加工中心在各检测时间点的振动频率，通过均值计算，得到各导轨的平均振动频率，并作为各导轨的振动频率。
64.需要说明的是，x轴导轨与y轴导轨为滚珠式线轨，而滚珠的作用是将滑动摩擦变为滚动摩擦，滚珠之间距离可以反映出各滚珠的运动情况，当某滚珠变形、损坏或者脱落时，会改变滚珠间距，因此，需要对滚珠之间的距离进行采集。
65.导轨中的灰尘是导轨在进给过程中的产生摩擦阻力的重要原因之一，同时导轨振动频率影响着导轨进给的准确性，且导轨的速度反映着导轨进给的稳定情况，因此需要对导轨的灰尘浓度、振动频率和速度进行采集。
66.本发明实施例通过对龙门加工中心中导轨的状态信息进行采集，为后续装置状态信息分析确认设置了铺垫，同时也直观的了解到导轨的运行状态，有效保障了传动装置的正常运行，并且也有效保障龙门加工中心运行的安全性和稳定性。
67.装置状态信息分析确认模块，用于根据运行过程中指定龙门加工中心传动装置的状态信息，对指定龙门加工中心传动装置的状态进行分析和确认。
68.在一个具体实施例中，所述对指定龙门加工中心传动装置的状态进行分析，具体分析过程如下：将各导轨中的灰尘浓度、运行速度、振动频率以及各导轨中各滚珠之间的间距代入计算公式中，得到指定龙门加工中心传动装置的状态符合指数，其中，表示第i个导轨中第j个滚珠与第j 1个滚珠之间的间距，、、分别表示第i个导轨对应的灰尘浓度、运行速
度、振动频率，、、、分别为设定的标准滚珠间距、导轨许可灰尘浓度、导轨标准运行速度、导轨许可振动频率，、分别表示为预设的导轨中滚珠之间允许间距误差、导轨运行速度运行差值，、、、分别为设定的滚珠间距、导轨灰尘浓度、导轨运行速度、导轨振动频率对应的权重因子，i表示各导轨对应的编号，i=1，2......n，j表示各滚珠对应的编号，j=1，2......m。
69.在另一个具体实施例中，对指定龙门加工中心传动装置的状态进行确认，具体确认过程如下：将指定龙门加工中心传动装置的状态符合指数与设定的标准龙门加工中心装置状态符合指数进行对比，若指定龙门加工中心传动装置的状态符合指数大于或者等于标准龙门加工中心装置状态符合指数，则判定指定龙门加工中心传动装置的状态为安全状态，反之则判定指定龙门加工中心传动装置的状态为危险状态。
70.本发明实施例通过对龙门加工中心传动装置的进给和龙门加工中心传动装置中导轨的状态进行分析，解决了当前技术智能化和自动化的水平不高的问题，实现了龙门加工中心传动装置的自动进给，有效的提高了龙门加工中心的加工效率和效果，同时也大大提高了龙门加工中心传动装置在进给过程中的灵活性，实现了龙门加工中心对不同工件的针对性加工，并且也提高了龙门加工中心在加工过程中的智能化水平。
71.预警终端，用于当指定龙门加工中心传动装置的状态为危险状态时，进行预警提示。
72.工件管理数据库，用于存储目标加工工件的标准钻孔尺寸、标准钻孔位置和标准钻孔位置中心点位置坐标，存储各钻孔尺寸对应的刀具型号，并存储各钻孔尺寸对应的进给转速和进给时长。
73.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。