一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊、裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊、工作站和數(shù)據(jù)庫模塊；所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊與裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊連接，所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊與工作站連接；所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)包括：分散式控制系統(tǒng)DCS模塊和遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)采集模塊；所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為嵌入式監(jiān)測(cè)平臺(tái)；所述分散式控制系統(tǒng)DCS模塊和遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)采集模塊通過Modbus協(xié)議與嵌入式裂紋監(jiān)測(cè)平臺(tái)通信，將平臺(tái)上采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)處理后通過以太網(wǎng)傳輸至控制中心的工作站監(jiān)控和管理，同時(shí)將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫模塊中。通過上述方式，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)超硬刀具熱疲勞裂紋狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
【專利說明】
一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械工程中的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特指一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超硬材料刀具高速銑削時(shí)的工作狀況一般比較惡劣，常常需要承受循環(huán)載荷以及冷熱交替的溫度變化，刀具材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生反復(fù)變化的熱應(yīng)力和熱應(yīng)變，從而引起刀具材料的熱疲勞，刀具易折易碎，刀具壽命低。
[0003]為此我們研究了一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng);所述一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包含基于多Agent技術(shù);所述基于多Agent技術(shù)是一種具有自主性、反應(yīng)性、主動(dòng)性的高度自治的實(shí)體，每個(gè)Agent可以獨(dú)立的完成自身的工作，并通過Agent之間的相互通信、合作，完成系統(tǒng)整體目標(biāo);而且Agent能夠直接感知外部環(huán)境變化，能夠根據(jù)感知到的信息，利用知識(shí)庫中存儲(chǔ)的知識(shí)進(jìn)行推理，動(dòng)態(tài)的調(diào)整有關(guān)參數(shù)；因此，基于多Agent技術(shù)非常適合于研究裂紋個(gè)體及裂紋群體之間的相互作用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種可通過基于多Agent技術(shù)研究超硬材料刀具高速銑削時(shí)產(chǎn)生的裂紋及裂紋群體，所述裂紋及裂紋群體之間存在相互作用;實(shí)現(xiàn)超硬刀具熱疲勞裂紋狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊、裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊、工作站和數(shù)據(jù)庫模塊;所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊與裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊連接，所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊與工作站連接;所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)包括:分散式控制系統(tǒng)DCS模塊和遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)采集模塊;所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為嵌入式監(jiān)測(cè)平臺(tái)；所述分散式控制系統(tǒng)DCS模塊和遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)采集模塊通過Modbus協(xié)議與嵌入式裂紋監(jiān)測(cè)平臺(tái)通信，將平臺(tái)上采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)處理后通過以太網(wǎng)傳輸至控制中心的工作站監(jiān)控和管理，同時(shí)將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫模塊中的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫或歷史數(shù)據(jù)庫內(nèi)。
[0006]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊設(shè)置在被監(jiān)控的刀具處，通過聲音傳感器對(duì)刀具切削過程中的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，然后將該信號(hào)送到FIFO模塊中。當(dāng)FIFO中存放的數(shù)據(jù)到了一定數(shù)目時(shí)，由處理器從FIFO中讀出，然后通過處理器的以太網(wǎng)接口或者RS232送給微處理器。
[0007]優(yōu)選的，所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于多Agent技術(shù)，包含調(diào)度Agent、管理Agent、服務(wù)Agent、裂紋Agent和資源Agent。
[0008]由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0009]本實(shí)用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，基于多Agent技術(shù)能夠直接感知外部環(huán)境變化，能夠根據(jù)感知到的信息，利用知識(shí)庫中存儲(chǔ)的知識(shí)進(jìn)行推理，動(dòng)態(tài)的調(diào)整有關(guān)參數(shù);基于多Agent技術(shù)非常適合于研究裂紋個(gè)體及裂紋群體之間的相互作用;實(shí)現(xiàn)超硬刀具熱疲勞裂紋狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明:
[0011]附圖1為本實(shí)用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖；
[0012]附圖2為本實(shí)用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊工作原理圖；
[0013]附圖3為本實(shí)用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基于多Agent技術(shù)結(jié)構(gòu)圖；
[0014]附圖4為本實(shí)用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0016]附圖1-4為本實(shí)用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng);如附圖1所示為系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖，該系統(tǒng)是基于多Agent技術(shù)的嵌入式監(jiān)測(cè)平臺(tái)為系統(tǒng)核心，分散式控制系統(tǒng)DCS、遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)采集模塊通過Modbus協(xié)議與基于Agent的嵌入式裂紋監(jiān)測(cè)平臺(tái)通信，在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和預(yù)處理后通過以太網(wǎng)傳輸至監(jiān)控中心的工作站監(jiān)控和管理，同時(shí)將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫中；對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析。
[0017]—種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊、裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊、工作站和數(shù)據(jù)庫模塊;所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊與裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊連接，所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊與工作站連接;所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊包括:分散式控制系統(tǒng)DCS模塊和遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)采集模塊;所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為嵌入式監(jiān)測(cè)平臺(tái)；所述分散式控制系統(tǒng)DCS模塊和遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)采集模塊通過Modbus協(xié)議與嵌入式裂紋監(jiān)測(cè)平臺(tái)通信，將平臺(tái)上采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)處理后通過以太網(wǎng)傳輸至控制中心的工作站監(jiān)控和管理，同時(shí)將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫模塊中的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫或歷史數(shù)據(jù)庫內(nèi)。
[0018]所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊具體包括:聲音傳感器、轉(zhuǎn)換器和處理器;所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊置于被監(jiān)控的刀具處，通過BR-ZSl聲音傳感器對(duì)刀具切削過程中的聲音發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采樣、保持;所述A/D轉(zhuǎn)換器將聲音發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，且將數(shù)字信號(hào)送到FIFO模塊中；當(dāng)FIFO中存放的數(shù)據(jù)到了一定數(shù)目時(shí)，由處理器從FIFO中讀出；所述FIFO讀出的數(shù)據(jù)通過處理器的以太網(wǎng)接口或者RS232送給處理器;如附圖2所示為數(shù)據(jù)采集模塊工作原理圖；所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包含調(diào)度Agent、管理Agent、服務(wù)Agent、裂紋Agent和資源Agent;通過Agent各自自治的活動(dòng)以及Agent之間相互協(xié)作、協(xié)商共同完成超硬刀具加工過程中熱疲勞裂紋的監(jiān)測(cè)和診斷;如附圖3所示為Agent體系結(jié)構(gòu)圖。
[0019]所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如附圖4所示為裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖；所述調(diào)度Agent根據(jù)管理Agent分解得到的監(jiān)測(cè)任務(wù)、車間的資源狀態(tài)、能力等動(dòng)靜態(tài)信息，利用其內(nèi)部封裝的調(diào)度算法，發(fā)送調(diào)度結(jié)果至裂紋Agent和資源Agent ；所述裂紋Agent由管理Agent根據(jù)計(jì)劃分解后得到的任務(wù)創(chuàng)建，同時(shí)還接受調(diào)度Agent產(chǎn)生的監(jiān)測(cè)操作順序表，并根據(jù)此表向服務(wù)Agent查詢可用資源Agent的地址信息，并與之進(jìn)行交互完成刀具的裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)過程；所述資源Agent，通過與其它Agent的交互獲得監(jiān)測(cè)任務(wù)，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備執(zhí)行監(jiān)測(cè)任務(wù)，同時(shí)獲取底層設(shè)備的加工數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，反饋到裂紋Agent和管理Agent處;所述管理Agent，監(jiān)測(cè)刀具狀態(tài)是否完好，若刀具狀態(tài)完好，查看本次調(diào)度集中的所有加工任務(wù)是否全部結(jié)束;如果全部結(jié)束，則管理Agent結(jié)束工作。若刀具出現(xiàn)異常狀況，則查看刀具在線維修后是否可以保證零件按時(shí)完成，如果可以，則保留原調(diào)度方案，維持此次生產(chǎn)加工過程；否則，在管理Agent的干預(yù)下，通過裂紋Agent的快速生成與消亡，系統(tǒng)能夠針對(duì)外界環(huán)境變化動(dòng)態(tài)重構(gòu)，快速響應(yīng)環(huán)境變化，減少系統(tǒng)擾動(dòng)帶來的各種影響;所述服務(wù)Agent相當(dāng)于系統(tǒng)管理員的角色，為其他Agent進(jìn)行注冊(cè)和身份驗(yàn)證服務(wù)，以及對(duì)其他Agent所提供的服務(wù)進(jìn)行管理。
[0020]由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本實(shí)用新型相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0021]本實(shí)用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，基于多Agent技術(shù)能夠直接感知外部環(huán)境變化，能夠根據(jù)感知到的信息，利用知識(shí)庫中存儲(chǔ)的知識(shí)進(jìn)行推理，動(dòng)態(tài)的調(diào)整有關(guān)參數(shù);基于多Agent技術(shù)非常適合于研究裂紋個(gè)體及裂紋群體之間的相互作用;實(shí)現(xiàn)超硬刀具熱疲勞裂紋狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0022]上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括:數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊、裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊、工作站和數(shù)據(jù)庫模塊;所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊與裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊連接，所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊與工作站連接;所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)包括:分散式控制系統(tǒng)DCS模塊和遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)采集模塊;所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為嵌入式監(jiān)測(cè)平臺(tái)；所述分散式控制系統(tǒng)DCS模塊和遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)采集模塊通過Modbus協(xié)議與嵌入式裂紋監(jiān)測(cè)平臺(tái)通信，將平臺(tái)上采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)處理后通過以太網(wǎng)傳輸至控制中心的工作站監(jiān)控和管理，同時(shí)將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫模塊中的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫或歷史數(shù)據(jù)庫內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)力要求I所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)模塊設(shè)置在被監(jiān)控的刀具處，通過聲音傳感器對(duì)刀具切削過程中的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，然后將該信號(hào)送到FIFO模塊中； 當(dāng)FIFO中存放的數(shù)據(jù)到了一定數(shù)目時(shí)，由處理器從FIFO中讀出，然后通過處理器的以太網(wǎng)接口或者RS232送給微處理器。3.根據(jù)權(quán)力要求2所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于多Agent技術(shù)，包含調(diào)度Agent、管理Agent、服務(wù)Agent、裂紋Agent和資源Agent0
【文檔編號(hào)】G05B19/414GK205608499SQ201620352192
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】郭彩芬, 董志, 萬長(zhǎng)東
【申請(qǐng)人】蘇州市職業(yè)大學(xué)