一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统，包括：数据采集与获取系统模块、裂纹状态监测系统模块、工作站和数据库模块；所述数据采集与获取系统模块与裂纹状态监测系统模块连接，所述裂纹状态监测系统模块与工作站连接；所述数据采集与获取系统包括：分散式控制系统DCS模块和远程I/O数据采集模块；所述裂纹状态监测系统为嵌入式监测平台；所述分散式控制系统DCS模块和远程I/O数据采集模块通过Modbus协议与嵌入式裂纹监测平台通信，将平台上采集到的数据进行数据分析和预处理后通过以太网传输至控制中心的工作站监控和管理，同时将数据保存在数据库模块中。通过上述方式，本实用新型能够实现超硬刀具热疲劳裂纹状态的实时监测。
【专利说明】
一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种机械工程中的监测系统，特指一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统。
【背景技术】
[0002]超硬材料刀具高速铣削时的工作状况一般比较恶劣，常常需要承受循环载荷以及冷热交替的温度变化，刀具材料内部会产生反复变化的热应力和热应变，从而引起刀具材料的热疲劳，刀具易折易碎，刀具寿命低。
[0003]为此我们研究了一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统;所述一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统包含基于多Agent技术;所述基于多Agent技术是一种具有自主性、反应性、主动性的高度自治的实体，每个Agent可以独立的完成自身的工作，并通过Agent之间的相互通信、合作，完成系统整体目标;而且Agent能够直接感知外部环境变化，能够根据感知到的信息，利用知识库中存储的知识进行推理，动态的调整有关参数；因此，基于多Agent技术非常适合于研究裂纹个体及裂纹群体之间的相互作用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种可通过基于多Agent技术研究超硬材料刀具高速铣削时产生的裂纹及裂纹群体，所述裂纹及裂纹群体之间存在相互作用;实现超硬刀具热疲劳裂纹状态的实时监测的超硬刀具热疲劳裂纹监测系统。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统，包括:数据采集与获取系统模块、裂纹状态监测系统模块、工作站和数据库模块;所述数据采集与获取系统模块与裂纹状态监测系统模块连接，所述裂纹状态监测系统模块与工作站连接;所述数据采集与获取系统包括:分散式控制系统DCS模块和远程I/O数据采集模块;所述裂纹状态监测系统为嵌入式监测平台；所述分散式控制系统DCS模块和远程I/O数据采集模块通过Modbus协议与嵌入式裂纹监测平台通信，将平台上采集到的数据进行数据分析和预处理后通过以太网传输至控制中心的工作站监控和管理，同时将数据保存在数据库模块中的数据库服务器的实时数据库或历史数据库内。
[0006]优选的，所述数据采集与获取系统模块设置在被监控的刀具处，通过声音传感器对刀具切削过程中的声发射信号进行采样、保持，并送入A/D转换器变成数字信号，然后将该信号送到FIFO模块中。当FIFO中存放的数据到了一定数目时，由处理器从FIFO中读出，然后通过处理器的以太网接口或者RS232送给微处理器。
[0007]优选的，所述裂纹状态监测系统是基于多Agent技术，包含调度Agent、管理Agent、服务Agent、裂纹Agent和资源Agent。
[0008]由于上述技术方案的运用，本实用新型具有下列优点:
[0009]本实用新型所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统，基于多Agent技术能够直接感知外部环境变化，能够根据感知到的信息，利用知识库中存储的知识进行推理，动态的调整有关参数;基于多Agent技术非常适合于研究裂纹个体及裂纹群体之间的相互作用;实现超硬刀具热疲劳裂纹状态的实时监测。
【附图说明】
[0010]下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明:
[0011]附图1为本实用新型所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统的系统总体结构图；
[0012]附图2为本实用新型所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统的数据采集模块工作原理图；
[0013]附图3为本实用新型所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统的基于多Agent技术结构图；
[0014]附图4为本实用新型所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统的裂纹监测系统原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0016]附图1-4为本实用新型所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统;如附图1所示为系统总体结构图，该系统是基于多Agent技术的嵌入式监测平台为系统核心，分散式控制系统DCS、远程I/O数据采集模块通过Modbus协议与基于Agent的嵌入式裂纹监测平台通信，在平台上实现数据采集、数据分析和预处理后通过以太网传输至监控中心的工作站监控和管理，同时将数据保存在数据库服务器的实时/历史数据库中；对数据做进一步分析。
[0017]—种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统，包括:数据采集与获取系统模块、裂纹状态监测系统模块、工作站和数据库模块;所述数据采集与获取系统模块与裂纹状态监测系统模块连接，所述裂纹状态监测系统模块与工作站连接;所述数据采集与获取系统模块包括:分散式控制系统DCS模块和远程I/O数据采集模块;所述裂纹状态监测系统为嵌入式监测平台；所述分散式控制系统DCS模块和远程I/O数据采集模块通过Modbus协议与嵌入式裂纹监测平台通信，将平台上采集到的数据进行数据分析和预处理后通过以太网传输至控制中心的工作站监控和管理，同时将数据保存在数据库模块中的数据库服务器的实时数据库或历史数据库内。
[0018]所述数据采集与获取系统模块具体包括:声音传感器、转换器和处理器;所述数据采集与获取系统模块置于被监控的刀具处，通过BR-ZSl声音传感器对刀具切削过程中的声音发射信号进行采样、保持;所述A/D转换器将声音发射信号转变成数字信号，且将数字信号送到FIFO模块中；当FIFO中存放的数据到了一定数目时，由处理器从FIFO中读出；所述FIFO读出的数据通过处理器的以太网接口或者RS232送给处理器;如附图2所示为数据采集模块工作原理图；所述裂纹状态监测系统，包含调度Agent、管理Agent、服务Agent、裂纹Agent和资源Agent;通过Agent各自自治的活动以及Agent之间相互协作、协商共同完成超硬刀具加工过程中热疲劳裂纹的监测和诊断;如附图3所示为Agent体系结构图。
[0019]所述裂纹状态监测系统，如附图4所示为裂纹监测系统原理图；所述调度Agent根据管理Agent分解得到的监测任务、车间的资源状态、能力等动静态信息，利用其内部封装的调度算法，发送调度结果至裂纹Agent和资源Agent ；所述裂纹Agent由管理Agent根据计划分解后得到的任务创建，同时还接受调度Agent产生的监测操作顺序表，并根据此表向服务Agent查询可用资源Agent的地址信息，并与之进行交互完成刀具的裂纹状态监测过程；所述资源Agent，通过与其它Agent的交互获得监测任务，负责驱动生产设备执行监测任务，同时获取底层设备的加工数据和状态数据，反馈到裂纹Agent和管理Agent处;所述管理Agent，监测刀具状态是否完好，若刀具状态完好，查看本次调度集中的所有加工任务是否全部结束;如果全部结束，则管理Agent结束工作。若刀具出现异常状况，则查看刀具在线维修后是否可以保证零件按时完成，如果可以，则保留原调度方案，维持此次生产加工过程；否则，在管理Agent的干预下，通过裂纹Agent的快速生成与消亡，系统能够针对外界环境变化动态重构，快速响应环境变化，减少系统扰动带来的各种影响;所述服务Agent相当于系统管理员的角色，为其他Agent进行注册和身份验证服务，以及对其他Agent所提供的服务进行管理。
[0020]由于上述技术方案的运用，本实用新型相比具有下列优点:
[0021]本实用新型所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统，基于多Agent技术能够直接感知外部环境变化，能够根据感知到的信息，利用知识库中存储的知识进行推理，动态的调整有关参数;基于多Agent技术非常适合于研究裂纹个体及裂纹群体之间的相互作用;实现超硬刀具热疲劳裂纹状态的实时监测。
[0022]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统，其特征在于:包括:数据采集与获取系统模块、裂纹状态监测系统模块、工作站和数据库模块;所述数据采集与获取系统模块与裂纹状态监测系统模块连接，所述裂纹状态监测系统模块与工作站连接;所述数据采集与获取系统包括:分散式控制系统DCS模块和远程I/O数据采集模块;所述裂纹状态监测系统为嵌入式监测平台；所述分散式控制系统DCS模块和远程I/O数据采集模块通过Modbus协议与嵌入式裂纹监测平台通信，将平台上采集到的数据进行数据分析和预处理后通过以太网传输至控制中心的工作站监控和管理，同时将数据保存在数据库模块中的数据库服务器的实时数据库或历史数据库内。2.根据权力要求I所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统，其特征在于:所述数据采集与获取系统模块设置在被监控的刀具处，通过声音传感器对刀具切削过程中的声发射信号进行采样、保持，并送入A/D转换器变成数字信号，然后将该信号送到FIFO模块中； 当FIFO中存放的数据到了一定数目时，由处理器从FIFO中读出，然后通过处理器的以太网接口或者RS232送给微处理器。3.根据权力要求2所述的一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统，其特征在于:所述裂纹状态监测系统是基于多Agent技术，包含调度Agent、管理Agent、服务Agent、裂纹Agent和资源Agent0
【文档编号】G05B19/414GK205608499SQ201620352192
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】郭彩芬, 董志, 万长东
【申请人】苏州市职业大学