[发明专利]一种基于NC代码触发的机床多源数据采集系统及方法

说明书

本发明提出了一种基于NC代码触发的机床多源数据采集系统及方法，采集系统包括数控系统数据采集模块、外加传感器数据采集模块和工控机，其中工控机上安装有NC代码监听模块和时间配准模块；采集方法包括设置采集标志码、触发采集判定、多源数据采集、数据时间配准等步骤；当机床运行到采集标志码所在的目标加工程序时，采集系统能够自动触发机床数控和外加传感器数据的采集，并对多源传感器数据进行时间配准和存储。本发明解决了数控系统与外加传感器数据由于孤立采集，难以保障多源数据时间同步的难题。

技术领域

本发明属于工业自动化和测试领域，特别是一种基于NC代码触发的机床多源数据采集系统及方法。

背景技术

随着数控机床在高精度化、智能化方向的发展，仅依靠机床本身数控系统所携带的数据已不能满足机床故障诊断、健康预警以及能耗分析等智能化技术研究的数据需求。因此，现阶段大部分研究都是通过在机床上外加传感器的方式来扩展、丰富数控机床的运行数据。将机床运行过程中，数控系统和机床外加传感器产生的机床状态数据统称为多源数据，针对这种多源数据的采集，目前普遍的做法是等机床启动运行后，机床数控系统和外加传感器的数据采集独立进行，其中传感器的数据采集还需人为的触发数采系统进行外加传感器数据的采集，由此导致了机床多源数据采集效率低、采集的传感器数据与机床数控系统数据时间匹配度差、传感器数据难以与机床状态相匹配等问题。

中国专利公开号CN104298173A公开了一种面向网络实时监控的数控机床加工过程参数采集方法，该采集方法能获取多台机床数控系统的运行数据，并通过记录NC程序实现工艺参数的记录，但该采集过程未能实现机床数控系统数据的自动采集，而且没有考虑外加传感器数据的采集。中国专利公开号CN10256603A公开了一种数控机床远程监控与故障诊断系统，该系统利用传感器采集机床的状态信息数据，但该采集系统未能采集机床数控系统数据，而且不能将采集的传感器数据同机床运行状态相对应。中国专利公开号CN106647628A公开了一种数控加工过程中G代码执行状态数据的实时采集方法。该方法能够同时采集机床内、外部传感器信息，但该方法需要在数控系统和采集终端上添加专用的蓝牙模块，采集装置复杂，且受监测代码类型的限制，不能准确的与机床运行状态进行匹配。同时，以上专利均未对采集的多传感器数据进行时间同步配准处理。

综上所述，目前的采集装置不能在匹配机床实际加工状况的基础上实现机床状态数据的自动采集，而且数控系统和外加传感器的数据采集相互孤立，不便于后期数据的处理和分析，限制了大数据和多传感器融合技术在机床行业的应用和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于NC代码触发的机床多源数据采集系统及方法，实现针对特定加工程序的机床多源数据的自动触发采集，并将数控系统数据和外加传感器数据进行时间配准和保存。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于NC代码触发的机床多源数据采集系统，包括数控系统数据采集模块、外加传感器数据采集模块和工控机，所述工控机上安装有NC代码监听模块和时间配准模块：

所述数控系统数据采集模块用于采集数控机床的数控系统数据；所述外加传感器数据采集模块用于机床外加传感器数据采集；

所述NC代码监听模块用于监测数控系统当前运行的NC代码，并将获取当前运行代码与预先设置的采集标志代码比对，并通过采集变量触发数据的采集；

所述时间配准模块用于将采集的不同传感器和不同采样周期的测量数据进行时间配准，得到融合值，使数据统一到相同的时间参考点上。

一种基于NC代码触发的机床多源数据采集方法，包括以下步骤：

步骤1、设置采集标志码：在机床加工的过程中，针对需要监测的数控机床加工程序段，在NC程序段的开始处设置开始采集标志代码，在NC程序段的结束处设置结束采集标志代码；