一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統，包括：數據采集與獲取系統模塊、裂紋狀態監測系統模塊、工作站和數據庫模塊；所述數據采集與獲取系統模塊與裂紋狀態監測系統模塊連接，所述裂紋狀態監測系統模塊與工作站連接；所述數據采集與獲取系統包括：分散式控制系統DCS模塊和遠程I/O數據采集模塊；所述裂紋狀態監測系統為嵌入式監測平臺；所述分散式控制系統DCS模塊和遠程I/O數據采集模塊通過Modbus協議與嵌入式裂紋監測平臺通信，將平臺上采集到的數據進行數據分析和預處理后通過以太網傳輸至控制中心的工作站監控和管理，同時將數據保存在數據庫模塊中。通過上述方式，本實用新型能夠實現超硬刀具熱疲勞裂紋狀態的實時監測。
【專利說明】
一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種機械工程中的監測系統，特指一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統。
【背景技術】
[0002]超硬材料刀具高速銑削時的工作狀況一般比較惡劣，常常需要承受循環載荷以及冷熱交替的溫度變化，刀具材料內部會產生反復變化的熱應力和熱應變，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測系統;所述一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統包含基于多Agent技術;所述基于多Agent技術是一種具有自主性、反應性、主動性的高度自治的實體，每個Agent可以獨立的完成自身的工作，并通過Agent之間的相互通信、合作，完成系統整體目標;而且Agent能夠直接感知外部環境變化，能夠根據感知到的信息，利用知識庫中存儲的知識進行推理，動態的調整有關參數；因此，基于多Agent技術非常適合于研究裂紋個體及裂紋群體之間的相互作用。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型目的是為了克服現有技術的不足而提供一種可通過基于多Agent技術研究超硬材料刀具高速銑削時產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;實現超硬刀具熱疲勞裂紋狀態的實時監測的超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是:一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統，包括:數據采集與獲取系統模塊、裂紋狀態監測系統模塊、工作站和數據庫模塊;所述數據采集與獲取系統模塊與裂紋狀態監測系統模塊連接，所述裂紋狀態監測系統模塊與工作站連接;所述數據采集與獲取系統包括:分散式控制系統DCS模塊和遠程I/O數據采集模塊;所述裂紋狀態監測系統為嵌入式監測平臺；所述分散式控制系統DCS模塊和遠程I/O數據采集模塊通過Modbus協議與嵌入式裂紋監測平臺通信，將平臺上采集到的數據進行數據分析和預處理后通過以太網傳輸至控制中心的工作站監控和管理，同時將數據保存在數據庫模塊中的數據庫服務器的實時數據庫或歷史數據庫內。
[0006]優選的，所述數據采集與獲取系統模塊設置在被監控的刀具處，通過聲音傳感器對刀具切削過程中的聲發射信號進行采樣、保持，并送入A/D轉換器變成數字信號，然后將該信號送到FIFO模塊中。當FIFO中存放的數據到了一定數目時，由處理器從FIFO中讀出，然后通過處理器的以太網接口或者RS232送給微處理器。
[0007]優選的，所述裂紋狀態監測系統是基于多Agent技術，包含調度Agent、管理Agent、服務Agent、裂紋Agent和資源Agent。
[0008]由于上述技術方案的運用，本實用新型具有下列優點:
[0009]本實用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統，基于多Agent技術能夠直接感知外部環境變化，能夠根據感知到的信息，利用知識庫中存儲的知識進行推理，動態的調整有關參數;基于多Agent技術非常適合于研究裂紋個體及裂紋群體之間的相互作用;實現超硬刀具熱疲勞裂紋狀態的實時監測。
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明:
[0011]附圖1為本實用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統的系統總體結構圖；
[0012]附圖2為本實用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統的數據采集模塊工作原理圖；
[0013]附圖3為本實用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統的基于多Agent技術結構圖；
[0014]附圖4為本實用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統的裂紋監測系統原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0016]附圖1-4為本實用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統;如附圖1所示為系統總體結構圖，該系統是基于多Agent技術的嵌入式監測平臺為系統核心，分散式控制系統DCS、遠程I/O數據采集模塊通過Modbus協議與基于Agent的嵌入式裂紋監測平臺通信，在平臺上實現數據采集、數據分析和預處理后通過以太網傳輸至監控中心的工作站監控和管理，同時將數據保存在數據庫服務器的實時/歷史數據庫中；對數據做進一步分析。
[0017]—種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統，包括:數據采集與獲取系統模塊、裂紋狀態監測系統模塊、工作站和數據庫模塊;所述數據采集與獲取系統模塊與裂紋狀態監測系統模塊連接，所述裂紋狀態監測系統模塊與工作站連接;所述數據采集與獲取系統模塊包括:分散式控制系統DCS模塊和遠程I/O數據采集模塊;所述裂紋狀態監測系統為嵌入式監測平臺；所述分散式控制系統DCS模塊和遠程I/O數據采集模塊通過Modbus協議與嵌入式裂紋監測平臺通信，將平臺上采集到的數據進行數據分析和預處理后通過以太網傳輸至控制中心的工作站監控和管理，同時將數據保存在數據庫模塊中的數據庫服務器的實時數據庫或歷史數據庫內。
[0018]所述數據采集與獲取系統模塊具體包括:聲音傳感器、轉換器和處理器;所述數據采集與獲取系統模塊置于被監控的刀具處，通過BR-ZSl聲音傳感器對刀具切削過程中的聲音發射信號進行采樣、保持;所述A/D轉換器將聲音發射信號轉變成數字信號，且將數字信號送到FIFO模塊中；當FIFO中存放的數據到了一定數目時，由處理器從FIFO中讀出；所述FIFO讀出的數據通過處理器的以太網接口或者RS232送給處理器;如附圖2所示為數據采集模塊工作原理圖；所述裂紋狀態監測系統，包含調度Agent、管理Agent、服務Agent、裂紋Agent和資源Agent;通過Agent各自自治的活動以及Agent之間相互協作、協商共同完成超硬刀具加工過程中熱疲勞裂紋的監測和診斷;如附圖3所示為Agent體系結構圖。
[0019]所述裂紋狀態監測系統，如附圖4所示為裂紋監測系統原理圖；所述調度Agent根據管理Agent分解得到的監測任務、車間的資源狀態、能力等動靜態信息，利用其內部封裝的調度算法，發送調度結果至裂紋Agent和資源Agent ；所述裂紋Agent由管理Agent根據計劃分解后得到的任務創建，同時還接受調度Agent產生的監測操作順序表，并根據此表向服務Agent查詢可用資源Agent的地址信息，并與之進行交互完成刀具的裂紋狀態監測過程；所述資源Agent，通過與其它Agent的交互獲得監測任務，負責驅動生產設備執行監測任務，同時獲取底層設備的加工數據和狀態數據，反饋到裂紋Agent和管理Agent處;所述管理Agent，監測刀具狀態是否完好，若刀具狀態完好，查看本次調度集中的所有加工任務是否全部結束;如果全部結束，則管理Agent結束工作。若刀具出現異常狀況，則查看刀具在線維修后是否可以保證零件按時完成，如果可以，則保留原調度方案，維持此次生產加工過程；否則，在管理Agent的干預下，通過裂紋Agent的快速生成與消亡，系統能夠針對外界環境變化動態重構，快速響應環境變化，減少系統擾動帶來的各種影響;所述服務Agent相當于系統管理員的角色，為其他Agent進行注冊和身份驗證服務，以及對其他Agent所提供的服務進行管理。
[0020]由于上述技術方案的運用，本實用新型相比具有下列優點:
[0021]本實用新型所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統，基于多Agent技術能夠直接感知外部環境變化，能夠根據感知到的信息，利用知識庫中存儲的知識進行推理，動態的調整有關參數;基于多Agent技術非常適合于研究裂紋個體及裂紋群體之間的相互作用;實現超硬刀具熱疲勞裂紋狀態的實時監測。
[0022]上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并加以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍，凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統，其特征在于:包括:數據采集與獲取系統模塊、裂紋狀態監測系統模塊、工作站和數據庫模塊;所述數據采集與獲取系統模塊與裂紋狀態監測系統模塊連接，所述裂紋狀態監測系統模塊與工作站連接;所述數據采集與獲取系統包括:分散式控制系統DCS模塊和遠程I/O數據采集模塊;所述裂紋狀態監測系統為嵌入式監測平臺；所述分散式控制系統DCS模塊和遠程I/O數據采集模塊通過Modbus協議與嵌入式裂紋監測平臺通信，將平臺上采集到的數據進行數據分析和預處理后通過以太網傳輸至控制中心的工作站監控和管理，同時將數據保存在數據庫模塊中的數據庫服務器的實時數據庫或歷史數據庫內。2.根據權力要求I所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統，其特征在于:所述數據采集與獲取系統模塊設置在被監控的刀具處，通過聲音傳感器對刀具切削過程中的聲發射信號進行采樣、保持，并送入A/D轉換器變成數字信號，然后將該信號送到FIFO模塊中； 當FIFO中存放的數據到了一定數目時，由處理器從FIFO中讀出，然后通過處理器的以太網接口或者RS232送給微處理器。3.根據權力要求2所述的一種超硬刀具熱疲勞裂紋監測系統，其特征在于:所述裂紋狀態監測系統是基于多Agent技術，包含調度Agent、管理Agent、服務Agent、裂紋Agent和資源Agent0
【文檔編號】G05B19/414GK205608499SQ201620352192
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】郭彩芬, 董志, 萬長東
【申請人】蘇州市職業大學