1.一种数控机床运行状态辨识系统,其特征在于,所述数控机床运行状态辨识系统(100)包括数据采集模块(10)和数据分析模块(20),所述数据采集模块(10)包括三向振动传感器(11)和下端控制器(12),所述数据分析模块(20)包括上端控制器(21);
所述三向振动传感器(11),用于检测所述数控机床的主轴的振动信号,并将检测到的所述振动信号发送给所述下端控制器(12);
所述下端控制器(12),用于获取所述三向振动传感器(11)检测到的所述振动信号,并将获取到的所述振动信号转换成数字信号发送给所述上端控制器(21);
所述上端控制器(21),用于获取所述下端控制器(12)发送的所述数字信号,并建立机床运行状态辨识模型;采集所述数控机床当前运行的数控程序信息;根据所述机床运行状态辨识模型、所述数控机床当前运行的数控程序信息以及获取到的所述数字信号确定所述数控机床的当前运行状态;根据所述数控机床的当前运行状态输出对应的控制指令,对所述数控机床的运行状态进行修正或停止所述数控机床;
其中,所述数控机床的当前运行状态包括空运行状态、待机状态、空行程状态、异常状态、切削状态和关机状态。
2.根据权利要求1所述的数控机床运行状态辨识系统,其特征在于,所述上端控制器(21)还用于:
获取所述数控机床在进行切削试验时,所述数控机床在不同运行状态下的振动信号的特征值以及所述主轴的转速、进给速度和进退刀状态;
确定所述数控机床的运行状态与所述振动信号的特征值以及所述主轴的转速、进给速度和进退刀状态的对应关系;
根据所述对应关系建立所述机床运行状态辨识模型。
3.根据权利要求1所述的数控机床运行状态辨识系统,其特征在于,所述上端控制器(21)还用于:
从所述下端控制器(12)发送的所述数字信号中提取特征值;
根据采集到的所述数控机床当前运行的数控程序信息,确定所述主轴当前的转速、进给速度和进退刀状态;
将所述特征值、所述主轴当前的转速、进给速度和进退刀状态输入至所述机床运行状态辨识模型,判断所述数控机床的当前运行状态。
4.根据权利要求3所述的数控机床运行状态辨识系统,其特征在于,所述上端控制器(21)还用于:
当所述主轴转速或进给速度为0,所述数控机床不处于进退刀状态,且所述特征值对应所述机床运行状态辨识模型中的空运行状态对应的特征值时,判断所述数控机床的当前运行状态为空运行状态;
当所述主轴转速与进给速度均为0,且所述特征值对应所述机床运行状态辨识模型中的待机状态对应的特征值时,判断所述数控机床的当前运行状态为待机状态;
当所述主轴转速或进给速度不为0,所述数控机床处于进退刀状态,且所述特征值对应所述机床运行状态辨识模型中的空行程状态对应的特征值时,判断所述数控机床的当前运行状态为空行程状态;
当所述主轴转速或进给速度不为0,所述数控机床处于进退刀状态,且所述特征值对应所述机床运行状态辨识模型中的异常状态对应的特征值时,判断所述数控机床的当前运行状态为异常状态;
当所述主轴转速不为0且进给速度不为0,所述数控机床不处于进退刀状态,且所述特征值对应所述机床运行状态辨识模型中的切削状态对应的特征值时,判断所述数控机床的当前运行状态为切削状态;
当所述数控机床的当前运行状态不为所述空运行状态、待机状态、空行程状态、异常状态、切削状态时,则判断所述数控机床处于关机状态。
5.根据权利要求1所述的数控机床运行状态辨识系统,其特征在于,所述上端控制器(21)还用于:
当所述数控机床的当前运行状态为所述空运行状态时,输出空运行控制指令,控制所述主轴的转速和进给速度为0;
当所述数控机床的当前运行状态为所述待机状态时,不输出控制指令;
当所述数控机床的当前运行状态为所述空行程状态时,输出空行程控制指令,提高所述数控机床中各运动轴的进给速度;
当所述数控机床的当前运行状态为所述异常状态时,输出紧急停止控制指令,控制所述数控机床的各运动轴停止移动;
当所述数控机床的当前运行状态为所述切削状态时,不输出控制指令;
当所述数控机床的当前运行状态为所述待机状态时,不输出控制指令。
6.一种数控机床运行状态辨识方法,其特征在于,采用如权利要求1所述的数控机床状态辨识系统,所述数控机床运行状态辨识方法包括:
检测所述数控机床的主轴的振动信号;
将所述振动信号转换成数字信号;
建立机床运行状态辨识模型;
采集所述数控机床当前运行的数控程序信息;
根据所述机床运行状态辨识模型、所述数控机床当前运行的数控程序信息以及所述数字信号确定所述数控机床的当前运行状态;
根据所述数控机床的当前运行状态输出对应的控制指令,对所述数控机床的运行状态进行修正或停止所述数控机床;
其中,所述数控机床的当前运行状态包括空运行状态、待机状态、空行程状态、异常状态、切削状态和关机状态。
7.根据权利要求6所述的数控机床运行状态辨识方法,其特征在于,所述建立机床运行状态辨识模型包括:
获取所述数控机床在进行切削试验时,所述数控机床在不同运行状态下的振动信号的特征值以及所述主轴的转速、进给速度和进退刀状态;
确定所述数控机床的运行状态与所述振动信号的特征值以及所述主轴的转速、进给速度和进退刀状态的对应关系;
根据所述对应关系建立所述机床运行状态辨识模型。
8.根据权利要求6所述的数控机床运行状态辨识方法,其特征在于,所述根据所述机床运行状态辨识模型、所述数控机床当前运行的数控程序信息以及所述数字信号确定所述数控机床的当前运行状态,包括:
从所述数字信号中提取特征值;
根据采集到的所述数控机床当前运行的数控程序信息,确定所述主轴当前的转速、进给速度和进退刀状态;
将所述特征值、所述主轴当前的转速、进给速度和进退刀状态输入至所述机床运行状态辨识模型,判断所述数控机床的当前运行状态。
9.根据权利要求8所述的数控机床运行状态辨识方法,其特征在于,所述将所述特征值、所述主轴当前的转速、进给速度和进退刀状态输入至所述机床运行状态辨识模型,判断所述数控机床的当前运行状态,包括:
当所述主轴转速或进给速度为0,所述数控机床不处于进退刀状态,且所述特征值对应所述机床运行状态辨识模型中的空运行状态对应的特征值时,判断所述数控机床的当前运行状态为空运行状态;
当所述主轴转速与进给速度均为0,且所述特征值对应所述机床运行状态辨识模型中的待机状态对应的特征值时,判断所述数控机床的当前运行状态为待机状态;
当所述主轴转速或进给速度不为0,所述数控机床处于进退刀状态,且所述特征值对应所述机床运行状态辨识模型中的空行程状态对应的特征值时,判断所述数控机床的当前运行状态为空行程状态;
当所述主轴转速或进给速度不为0,所述数控机床处于进退刀状态,且所述特征值对应所述机床运行状态辨识模型中的异常状态对应的特征值时,判断所述数控机床的当前运行状态为异常状态;
当所述主轴转速不为0且进给速度不为0,所述数控机床不处于进退刀状态,且所述特征值对应所述机床运行状态辨识模型中的切削状态对应的特征值时,判断所述数控机床的当前运行状态为切削状态;
当所述数控机床的当前运行状态不为所述空运行状态、待机状态、空行程状态、异常状态、切削状态时,则判断所述数控机床处于关机状态。
10.根据权利要求6所述的数控机床运行状态辨识方法,其特征在于,所述根据所述数控机床的当前运行状态输出对应的控制指令,包括:
当所述数控机床的当前运行状态为所述空运行状态时,输出空运行控制指令,控制所述主轴的转速和进给速度为0;
当所述数控机床的当前运行状态为所述待机状态时,不输出控制指令;
当所述数控机床的当前运行状态为所述空行程状态时,输出空行程控制指令,提高所述数控机床中各运动轴的进给速度;
当所述数控机床的当前运行状态为所述异常状态时,输出紧急停止控制指令,控制所述数控机床的各运动轴停止移动;
当所述数控机床的当前运行状态为所述切削状态时,不输出控制指令;
当所述数控机床的当前运行状态为所述待机状态时,不输出控制指令。