CN117261343A - 一种基于物联网的冲床故障监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冲床故障监测技术领域，尤其涉及一种基于物联网的冲床故障监测系统，包括：冲压模块，用以将原始工件加工为成品工件；运行稳定性监测模块，用以在冲床处于波动运行状态时对所述切割单元的冲压速度进行调节以输出第一对应冲压速度；工件状态监测模块，用以在工件处于失衡运行状态时对夹持固定单元的夹持点开启数量进行调节；冲压状态监测模块，用以在冲压处于无效运行状态时对所述第一对应冲压速度进行调节以输出第二对应冲压速度；监测校准模块，用以在所述温度传感器处于偏差运行状态时对液压单元中液压油的供给速度进行调节。本发明实现了对于故障监测的稳定性和精准性的提高。
Description
技术领域
本发明涉及冲床故障监测技术领域，尤其涉及一种基于物联网的冲床故障监测系统。
背景技术
现有技术中，冲床，就是一台冲压式压力机，其设计原理是将圆周运动转换为直线运动，由主电动机出力，带动飞轮，经离合器带动齿轮、曲轴(或偏心齿轮)、连杆等运转，来达成滑块的直线运动，从主电动机到连杆的运动为圆周运动。在冲床设备运转过程中，经常会出现各种故障，常见故障包括：旋转不同步、软件功能失常、液/气/油渗漏、几何精度超标、零部件与元器件损坏、电机不能正常工作、连锁失灵。对于每种故障，有可能存在多种不同的故障现象，需要不同的解决方案。在出现此种情形的时候，维修人员需要对冲床设备进行检查，找出错误的原因。一般相关经验丰富的维修人员可以较为迅速的找出故障的原因，而经验不足的维修人员则需要耗费大量时间和精力。
中国专利公开号：CN110456732A公开了一种带有学习功能的冲床故障监测系统，包括冲床单元以及传感模块，其特征在于，所述冲床单元通过传感模块实现与数据处理单元之间的信号连接，数据处理单元通过网络模块分别与机器学习模型设计模块以及历史数据存储模块相连接，同时历史数据存储模块与数据备份模块相连接，网络模块分别与样本标记模块以及故障预测模块相连接，同时故障预测模块同时与数据处理模块相连接，冲床单元通过远程操作模块与故障预测模块相连接，所述机器学习模型设计模块包括时序点输入单元以及神经网络模型框架(SAE)，神经网络模型框架(SAE)与Sigmoid二分类输出单元信号连接，同时Sigmoid二分类输出单元与模型训练模块信号连接，历史数据存储模块通过时序点输入单元与模型训练模块之间相连接，同时模型训练模块与模型矩阵参数下载模块信号连接，同时模型矩阵参数下载模块通过网络模块与故障预测模块相连接。由此可见，所述带有学习功能的冲床故障监测系统存在由于切割单元的冲压速度过大导致原始工件的振动幅度过大和夹持固定单元的夹持点开启数量过少从而导致原始工件的位置不稳定从而造成的监测稳定性和精准性下降的问题。
发明内容
为此，本发明提供一种基于物联网的冲床故障监测系统，用以克服现有技术中由于切割单元的冲压速度过大导致原始工件的振动幅度过大和夹持固定单元的夹持点开启数量过少从而导致原始工件的位置不稳定从而造成的监测稳定性和精准性下降的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于物联网的冲床故障监测系统，包括：冲压模块，用以将原始工件加工为成品工件，包括用以对所述原始工件进行切割操作的切割单元、与所述切割单元相连用以提供切割动力的液压单元、设置在切割单元的下方用以对原始工件的位置进行固定的夹持固定单元以及设置在所述切割单元的下方的温度传感器；运行稳定性监测模块，其与所述冲压模块相连，用以在根据若干成品工件的重量的方差判定冲床处于波动运行状态时对所述切割单元的冲压速度进行调节以输出第一对应冲压速度，或，发出对工件状态进行监测的第一控制信号；工件状态监测模块，其分别与所述冲压模块和所述运行稳定性监测模块相连，用以在对所述第一控制信号产生响应且根据若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积判定工件处于失衡运行状态时对夹持固定单元的夹持点开启数量进行调节；冲压状态监测模块，其分别与所述冲压模块和所述运行稳定性监测模块相连，用以在完成对于第一对应冲压速度的输出且根据成品工件的粗糙图案边缘的长度占比判定冲压处于无效运行状态时对所述第一对应冲压速度进行调节以输出第二对应冲压速度，或，发出对监测校准进行监测的第二控制信号；监测校准模块，其分别与所述冲压模块和所述冲压状态监测模块，用以在对所述第二控制信号产生响应且根据冲床的振动频率判定所述温度传感器处于偏差运行状态时对液压单元中液压油的供给速度进行调节。
进一步地，所述冲压模块还包括：
视觉传感器，其设置在所述冲床的输出端，用以检测成品工件的图案的面积和粗糙图案边缘的长度；
振动传感器，其与所述冲床相连，用以检测冲床的振动频率。
进一步地，所述运行稳定性监测模块包括：
重量传感器，其设置在所述冲压模块的输出端，用以对若干成品工件的重量进行检测；
重量信号处理组件，其与所述重量传感器无线连接，用以根据所述若干成品工件的重量对若干成品工件的重量的方差进行计算；
第一判定组件，其与所述重量信号处理组件相连，用以在若干成品工件的重量的方差触发预设第一方差条件或触发预设第二方差条件时判定冲床的运行稳定性低于允许范围；
其中，所述预设第一方差条件为，若干成品工件的重量的方差大于预设第一方差且小于等于预设第二方差；所述预设第二方差条件为，若干成品工件的重量的方差大于预设第二方差；所述预设第一方差小于所述预设第二方差。
进一步地，所述工件状态监测模块还包括与所述视觉传感器相连的第二判定组件，其中，
所述第二判定组件用以根据视觉传感器检测到的若干成品工件的相同图案的面积对相同图案的平均面积进行计算，且在若干成品工件的重量的方差单独触发预设第一方差条件时初步判定原始工件处于失衡运行状态，并在相同图案的平均面积触发预设面积条件时二次判定原始工件处于失衡运行状态，所述失衡运行状态为，原始工件的表面平衡程度低于允许范围；
其中，所述预设面积条件为，若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积大于预设面积。
进一步地，所述冲压状态监测模块包括与所述视觉传感器相连的第三判定组件，其中，
所述第三判定组件用以根据视觉传感器检测到的成品工件的粗糙图案边缘的长度对成品工件的粗糙图案边缘的长度占比进行计算，且在成品工件的粗糙图案边缘的长度占比同时触发第一条件和预设第一占比条件或同时触发所述第一条件和预设第二占比条件时判定冲压处于无效运行状态，所述无效运行状态为，冲压的有效性低于允许范围；
其中，所述预设第一占比条件为，成品工件的粗糙图案边缘的长度占比大于预设第一占比且小于等于预设第二占比；所述预设第二占比条件为，成品工件的粗糙图案边缘的长度占比大于预设第二占比；所述第一条件为，所述运行稳定性监测模块完成对于所述切割单元的冲压速度的初次调节。
进一步地，所述监测校准模块包括与所述振动传感器相连的第四判定组件，其中，
所述第四判定组件用以在成品工件的粗糙图案边缘的长度占比触发预设第二占比条件时初步判定温度传感器处于偏差运行状态，并在冲床的振动频率触发预设频率条件时二次判定温度传感器处于偏差运行状态，所述偏差运行状态为，温度传感器的监测准确性低于允许范围；
其中，所述预设频率条件为，冲床的振动频率大于预设频率。
进一步地，所述运行稳定性监测模块还包括与所述第一判定组件相连的冲压速度调节组件，用以在单独触发所述预设第二方差条件时根据若干成品工件的重量的方差与预设第二方差的差值对切割单元的冲压速度进行初次调节以输出第一对应冲压速度，所述第一对应冲压速度与若干成品工件的重量的方差与预设第二方差的差值成反比。
进一步地，所述工件状态监测模块还包括与所述第二判定组件相连的数量调节组件，用以在触发所述预设面积条件时根据若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积与预设面积的差值对夹持固定单元的夹持点开启数量进行调节，所述夹持固定单元的夹持点开启数量与若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积与预设面积的差值成正比。
进一步地，所述冲压状态监测模块还包括与所述第三判定组件相连的冲压速度二次调节组件，用以在触发所述预设第一占比条件时根据成品工件的粗糙图案边缘的长度占比与预设第一占比的差值对第一对应冲压速度进行调节以输出第二对应冲压速度，所述第二对应冲压速度与成品工件的粗糙图案边缘的长度占比与预设第一占比的差值成正比。
进一步地，所述监测校准模块还包括与所述第四判定组件相连的供给速度调节组件，用以在触发所述预设频率条件时根据冲床的振动频率与预设频率的差值对液压单元中液压油的供给速度进行调节，所述液压单元中液压油的供给速度与冲床的振动频率与预设频率的差值成正比。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述系统通过设置冲压模块、运行稳定性监测模块、工件状态监测模块、冲压状态监测模块以及监测校准模块，调整模块在冲床的运行稳定性低于允许范围时对切割单元的冲压速度进行初次调节，降低了由于对切割单元的冲压速度的调节不精准导致切割单元的冲压速度过大造成故障监测的稳定性下降的影响，通过根据若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积对夹持固定单元的夹持点开启数量进行调节，降低了由于对夹持固定单元的夹持点开启数量调节不精准导致夹持固定单元的夹持点开启数量过少造成故障监测的精准性下降的影响，通过根据成品工件的粗糙图案边缘的长度占比对所述切割单元的冲压速度进行二次调节，降低了由于对切割单元的冲压速度的二次调节不精准导致切割单元的冲压速度过小造成故障监测的稳定性下降的影响，通过根据冲床的振动频率对液压单元中液压油的供给速度进行调节，降低了由于对液压单元中液压油的供给速度调节不精准导致液压单元中液压油的供给速度过低造成故障监测的精准性下降的影响，实现了对于故障监测的稳定性和精准性的提高。
进一步地，本发明所述系统通过设置预设第一方差和预设第二方差，对冲床的运行稳定性进行判定，降低了由于对冲床的运行稳定性的判定不精准导致故障监测的精准性下降的影响，进一步实现了对于故障监测的稳定性和精准性的提高。
进一步地，本发明所述系统通过设置预设面积，在预设面积条件下对原始工件的表面平衡程度进行二次判定，降低了由于对原始工件的表面平衡程度的二次判定不精准导致故障监测的稳定性下降的影响。
进一步地，本发明所述系统通过设置预设第一占比和预设第二占比，在第一条件下对冲压的有效性进行判定，降低了由于对冲压的有效的判定不精准导致故障监测的精准性下降的影响。
进一步地，本发明所述系统通过设置预设频率，在预设频率条件下对温度传感器的监测准确性进行二次判定，降低了由于对温度传感器的监测准确性的二次判定不精准导致故障监测的稳定性下降的影响。
进一步地，本发明所述系统通过设置预设方差差值，在预设第二方差条件下对切割单元的冲压速度进行调节，降低了由于切割单元的冲压速度过大导致冲压时原始工件的振动幅度过大造成故障监测的稳定性下降的影响。
进一步地，本发明所述系统通过设置预设面积差值，在预设面积条件下对夹持固定单元的夹持点开启数量进行调节，降低了由于夹持固定单元的夹持点开启数量过少导致原始工件的固定程度不稳定造成故障监测的精准性下降的影响。
进一步地，本发明所述系统通过设置预设占比差值，在预设第一占比条件下对切割单元的冲压速度进行二次调节，降低了由于切割单元的冲压速度过小导致切割不准确造成故障监测的稳定性下降的影响。
进一步地，本发明所述系统通过设置预设频率差值，在预设频率条件下对液压单元中液压油的供给速度进行调节，降低了由于液压单元中液压油的供给速度过慢导致冲床的振动频率过高造成故障监测的精准性下降的影响，进一步实现了对于故障监测的稳定性和精准性的提高。
附图说明
图1为本发明实施例基于物联网的冲床故障监测系统的整体结构框图；
图2为本发明实施例基于物联网的冲床故障监测系统的冲压模块的具体结构框图；
图3为本发明实施例基于物联网的冲床故障监测系统的冲压模块与运行稳定性监测模块相连的连接结构框图；
图4为本发明实施例基于物联网的冲床故障监测系统的冲压模块与工作状态监测模块相连的连接结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1、图2、图3以及图4所示，其分别为本发明实施例基于物联网的冲床故障监测系统的整体结构框图、冲压模块的具体结构框图、冲压模块与运行稳定性监测模块相连的连接结构框图以及冲压模块与工作状态监测模块相连的连接结构框图。本发明一种基于物联网的冲床故障监测系统，包括：
冲压模块，用以将原始工件加工为成品工件，包括用以对所述原始工件进行切割操作的切割单元、与所述切割单元相连用以提供切割动力的液压单元、设置在切割单元的下方用以对原始工件的位置进行固定的夹持固定单元以及设置在所述切割单元的下方的温度传感器；
运行稳定性监测模块，其与所述冲压模块相连，用以在根据若干成品工件的重量的方差判定冲床处于波动运行状态时对所述切割单元的冲压速度进行调节以输出第一对应冲压速度，或，发出对工件状态进行监测的第一控制信号；
工件状态监测模块，其分别与所述冲压模块和所述运行稳定性监测模块相连，用以在对所述第一控制信号产生响应且根据若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积判定工件处于失衡运行状态时对夹持固定单元的夹持点开启数量进行调节；
冲压状态监测模块，其分别与所述冲压模块和所述运行稳定性监测模块相连，用以在完成对于第一对应冲压速度的输出且根据成品工件的粗糙图案边缘的长度占比判定冲压处于无效运行状态时对所述第一对应冲压速度进行调节以输出第二对应冲压速度，或，发出对监测校准进行监测的第二控制信号；
监测校准模块，其分别与所述冲压模块和所述冲压状态监测模块，用以在对所述第二控制信号产生响应且根据冲床的振动频率判定所述温度传感器处于偏差运行状态时对液压单元中液压油的供给速度进行调节。
具体而言，所述切割单元包括：
刀具，用以切割原始工件；
刀具支架，其与所述刀具相连，用以支撑刀具；
刀具库，其设置在所述刀具支架下方，用以提供不同型号的刀具。
具体而言，所述液压单元包括：
液压缸，其与所述切割单元相连，用以为刀具切割提供动力；
液压泵，其与所述液压缸相连，用以控制液压油的流量大小；
油箱，其与所述液压泵相连，用以存储液压油。
具体而言，所述夹持固定单元包括用以固定工件的固定夹具。
具体而言，所述若干成品工件的重量的方差为重量传感器检测到的若干个冲床成品工件的重量的方差，对于若干成品工件的重量的方差的计算方法为本领域技术人员所熟知的常规技术手段，因此对于若干成品工件的重量的方差的计算过程在此不再赘述。
具体而言，所述若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积的计算公式为：
，
其中，Z为若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积，Xn为第n个具有相同图案的成品工件的图案面积，n为具有相同图案的成品工件的总个数，n为大于等于1的自然数。
具体而言，夹持固定单元的夹持点开启数量的调节的实现手段为通过对夹持固定单元的固定夹具的开启数量进行调节，夹持固定单元还设置有与固定夹具相连通过对固定夹具的旋转位置进行改变以对固定夹具的开启状态进行控制的旋转组件。
具体而言，所述旋转组件可以为与固定夹具相连的电动旋转轴。
具体而言，所述成品工件的粗糙图案边缘的长度占比的计算公式为：
，
其中，S为成品工件的粗糙图案边缘的长度占比，E为成品工件的粗糙图案边缘的长度，F为成品工件的图案边缘的总长度。
具体而言，当成品工件上的图案边缘图像的噪点大于预设噪点值时，该图案边缘为粗糙图案边缘。
本发明所述系统通过设置冲压模块、运行稳定性监测模块、工件状态监测模块、冲压状态监测模块以及监测校准模块，调整模块在冲床的运行稳定性低于允许范围时对切割单元的冲压速度进行初次调节，降低了由于对切割单元的冲压速度的调节不精准导致切割单元的冲压速度过大造成故障监测的稳定性下降的影响，通过根据若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积对夹持固定单元的夹持点开启数量进行调节，降低了由于对夹持固定单元的夹持点开启数量调节不精准导致夹持固定单元的夹持点开启数量过少造成故障监测的精准性下降的影响，通过根据成品工件的粗糙图案边缘的长度占比对所述切割单元的冲压速度进行二次调节，降低了由于对切割单元的冲压速度的二次调节不精准导致切割单元的冲压速度过小造成故障监测的稳定性下降的影响，通过根据冲床的振动频率对液压单元中液压油的供给速度进行调节，降低了由于对液压单元中液压油的供给速度调节不精准导致液压单元中液压油的供给速度过低造成故障监测的精准性下降的影响，实现了对于故障监测的稳定性和精准性的提高。
请继续参阅图1所示，所述冲压模块还包括：
视觉传感器，其设置在所述冲床的输出端，用以检测成品工件的图案的面积和粗糙图案边缘的长度；
振动传感器，其与所述冲床相连，用以检测冲床的振动频率。
请继续参阅图2所示，所述运行稳定性监测模块包括：
重量传感器，其设置在所述冲压模块的输出端，用以对若干成品工件的重量进行检测；
重量信号处理组件，其与所述重量传感器无线连接，用以根据所述若干成品工件的重量对若干成品工件的重量的方差进行计算；
第一判定组件，其与所述重量信号处理组件相连，用以在若干成品工件的重量的方差触发预设第一方差条件或触发预设第二方差条件时判定冲床的运行稳定性低于允许范围；
其中，所述预设第一方差条件为，若干成品工件的重量的方差大于预设第一方差且小于等于预设第二方差；所述预设第二方差条件为，若干成品工件的重量的方差大于预设第二方差；所述预设第一方差小于所述预设第二方差。
具体而言，若干成品工件的重量的方差记为Q，预设第一方差记为Q1，设定Q1=0.5kg2，预设第二方差记为Q2，设定Q2=0.6kg2，若干成品工件的重量的方差与预设第二方差的差值记为△Q，设定△Q=Q-Q2。
具体而言，所述重置信号处理组件为对重量传感器发来的信号进行分析计算的一种程序；
所述第一判定组件为根据计算结果对冲床的运行稳定性进行判定的一种程序。
本发明所述系统通过设置预设第一方差和预设第二方差，对冲床的运行稳定性进行判定，降低了由于对冲床的运行稳定性的判定不精准导致故障监测的精准性下降的影响，进一步实现了对于故障监测的稳定性和精准性的提高。
请继续参阅图2所示，所述工件状态监测模块还包括与所述视觉传感器相连的第二判定组件，其中，
所述第二判定组件用以根据视觉传感器检测到的若干成品工件的相同图案的面积对相同图案的平均面积进行计算，且在若干成品工件的重量的方差单独触发预设第一方差条件时初步判定原始工件处于失衡运行状态，并在相同图案的平均面积触发预设面积条件时二次判定原始工件处于失衡运行状态，所述失衡运行状态为，原始工件的表面平衡程度低于允许范围；
其中，所述预设面积条件为，若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积大于预设面积。
具体而言，预设面积记为P1，设定P1=0.15m2，若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积记为P，若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积与预设面积的差值记为△P，设定△P=P-P1。
本发明所述系统通过设置预设面积，在预设面积条件下对原始工件的表面平衡程度进行二次判定，降低了由于对原始工件的表面平衡程度的二次判定不精准导致故障监测的稳定性下降的影响。
请继续参阅图2所示，所述冲压状态监测模块包括与所述视觉传感器相连的第三判定组件，其中，
所述第三判定组件用以根据视觉传感器检测到的成品工件的粗糙图案边缘的长度对成品工件的粗糙图案边缘的长度占比进行计算，且在成品工件的粗糙图案边缘的长度占比同时触发第一条件和预设第一占比条件或同时触发所述第一条件和预设第二占比条件时判定冲压处于无效运行状态，所述无效运行状态为，冲压的有效性低于允许范围；
其中，所述预设第一占比条件为，成品工件的粗糙图案边缘的长度占比大于预设第一占比且小于等于预设第二占比；所述预设第二占比条件为，成品工件的粗糙图案边缘的长度占比大于预设第二占比；所述第一条件为，所述运行稳定性监测模块完成对于所述切割单元的冲压速度的初次调节。
具体而言，预设第一占比记为Y1，设定Y1=0.3，预设第二占比记为Y2，设定Y2=0.4，成品工件的粗糙图案边缘的长度占比记为Y，成品工件的粗糙图案边缘的长度占比与预设第一占比的差值记为△Y，设定△Y=Y-Y1。
本发明所述系统通过设置预设第一占比和预设第二占比，在第一条件下对冲压的有效性进行判定，降低了由于对冲压的有效的判定不精准导致故障监测的精准性下降的影响。
请继续参阅图3所示，所述监测校准模块包括与所述振动传感器相连的第四判定组件，其中，
所述第四判定组件用以在成品工件的粗糙图案边缘的长度占比触发预设第二占比条件时初步判定温度传感器处于偏差运行状态，并在冲床的振动频率触发预设频率条件时二次判定温度传感器处于偏差运行状态，所述偏差运行状态为，温度传感器的监测准确性低于允许范围；
其中，所述预设频率条件为，冲床的振动频率大于预设频率。
具体而言，预设频率记为R0，设定R0=60Hz，冲床的振动频率记为R，冲床的振动频率与预设频率的差值记为△R，设定△R=R-R0。
本发明所述系统通过设置预设频率，在预设频率条件下对温度传感器的监测准确性进行二次判定，降低了由于对温度传感器的监测准确性的二次判定不精准导致故障监测的稳定性下降的影响。
请继续参阅图4所示，所述运行稳定性监测模块还包括与所述第一判定组件相连的冲压速度调节组件，用以在单独触发所述预设第二方差条件时根据若干成品工件的重量的方差与预设第二方差的差值对切割单元的冲压速度进行初次调节以输出第一对应冲压速度，所述第一对应冲压速度与若干成品工件的重量的方差与预设第二方差的差值成反比。
具体而言，所述冲压速度调节组件在预设第一方差差值条件下使用预设第二冲压速度调节系数将所述切割单元的冲压速度调节至第一冲压速度；所述预设第一方差差值条件为，若干成品工件的重量的方差与预设第二方差的差值小于等于预设方差差值；
所述冲压速度调节组件在预设第二方差差值条件下使用预设第一冲压速度调节系数将所述切割单元的冲压速度调节至第二冲压速度；所述预设第二方差差值条件为，若干成品工件的重量的方差与预设第二方差的差值大于预设方差差值；
其中，所述预设第一冲压速度调节系数小于所述预设第二冲压速度调节系数。
具体而言，预设方差差值记为△Q0，设定△Q0=0.3kg2，预设第一冲压速度调节系数记为α1，设定α1=0.8，预设第二冲压速度调节系数记为α2，设定α2=0.9，切割单元的冲压速度记为V，其中，0＜α1＜α2＜1，调节后的第一对应冲压速度记为V’，设定V’=V×（1+αi）/2，其中，αi为预设第i冲压速度调节系数，设定i=1，2。
本发明所述系统通过设置预设方差差值，在预设第二方差条件下对切割单元的冲压速度进行调节，降低了由于切割单元的冲压速度过大导致冲压时原始工件的振动幅度过大造成故障监测的稳定性下降的影响。
请继续参阅图4所示，所述工件状态监测模块还包括与所述第二判定组件相连的数量调节组件，用以在触发所述预设面积条件时根据若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积与预设面积的差值对夹持固定单元的夹持点开启数量进行调节，所述夹持固定单元的夹持点开启数量与若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积与预设面积的差值成正比。
具体而言，所述数量调节组件在预设第一面积差值条件下使用预设第一数量调节系数将所述夹持固定单元的夹持点开启数量调节至第一数量；所述预设第一面积差值条件为，若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积与预设面积的差值小于等于预设面积差值；
所述数量调节组件在预设第二面积差值条件下使用预设第二数量调节系数将所述夹持固定单元的夹持点开启数量调节至第二数量；所述预设第二面积差值条件为，若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积与预设面积的差值大于预设面积差值；
其中，所述预设第一数量调节系数小于所述预设第二数量调节系数。
具体而言，预设面积差值记为△P0，设定△P0=0.1m2，预设第一数量调节系数记为β1，设定β1=1.2，预设第二数量调节系数记为β2，设定β2=1.3，夹持固定单元的夹持点开启数量记为H，其中，其中，1＜β1＜β2，调节后的夹持固定单元的夹持点开启数量记为H’，设定H’=H×（1+2βj）/3，其中，βj为预设第j数量调节系数，设定j=1，2。
本发明所述系统通过设置预设面积差值，在预设面积条件下对夹持固定单元的夹持点开启数量进行调节，降低了由于夹持固定单元的夹持点开启数量过少导致原始工件的固定程度不稳定造成故障监测的精准性下降的影响。
请继续参阅图4所示，所述冲压状态监测模块还包括与所述第三判定组件相连的冲压速度二次调节组件，用以在触发所述预设第一占比条件时根据成品工件的粗糙图案边缘的长度占比与预设第一占比的差值对第一对应冲压速度进行调节以输出第二对应冲压速度，所述第二对应冲压速度与成品工件的粗糙图案边缘的长度占比与预设第一占比的差值成正比。
具体而言，所述冲压速度二次调节组件在预设第一占比差值条件下使用预设第三冲压速度二次调节系数将所述第一对应冲压速度二次调节至第三冲压速度；所述预设第一占比差值条件为，成品工件的粗糙图案边缘的长度占比与预设第一占比的差值小于等于预设占比差值；
所述冲压速度二次调节组件在预设第二占比差值条件下使用预设第四冲压速度二次调节系数将所述第一对应冲压速度二次调节至第四冲压速度；所述预设第二占比差值条件为，成品工件的粗糙图案边缘的长度占比与预设第一占比的差值大于预设占比差值；
其中，所述预设第三冲压速度二次调节系数小于所述预设第四冲压速度二次调节系数。
具体而言，预设占比差值记为△Y，设定△Y=0.2，预设第三冲压速度二次调节系数记为α3，设定α3=1.3，预设第四冲压速度二次调节系数记为α4，设定α4=1.4，其中，1＜α3＜α4，调节后的第二对应冲压速度记为V”，设定V”=V’×（1+αm）/2，其中，αm为预设第m冲压速度二次调节系数，设定m=3，4。
本发明所述系统通过设置预设占比差值，在预设第一占比条件下对切割单元的冲压速度进行二次调节，降低了由于切割单元的冲压速度过小导致切割不准确造成故障监测的稳定性下降的影响。
请继续参阅图4所示，所述监测校准模块还包括与所述第四判定组件相连的供给速度调节组件，用以在触发所述预设频率条件时根据冲床的振动频率与预设频率的差值对液压单元中液压油的供给速度进行调节，所述液压单元中液压油的供给速度与冲床的振动频率与预设频率的差值成正比。
具体而言，所述供给速度调节组件在预设第一频率差值条件下使用预设第一供给速度调节系数将所述液压单元中液压油的供给速度调节至第一供给速度；所述预设第一频率差值条件为，冲床的振动频率与预设频率的差值小于等于预设频率差值；
所述供给速度调节组件在预设第二频率差值条件下使用预设第二供给速度调节系数将所述液压单元中液压油的供给速度调节至第二供给速度；所述预设第二频率差值条件为，冲床的振动频率与预设频率的差值大于预设频率差值；
其中，所述预设第一供给速度调节系数小于所述预设第二供给速度调节系数。
具体而言，预设频率差值记为△R0=20Hz，预设第一供给速度调节系数记为γ1，设定γ1=1.1，预设第二供给速度调节系数记为γ2，设定γ2=1.2，液压单元中液压油的供给速度记为L，其中，1＜γ1＜γ2，调节后的液压单元中液压油的供给速度记为L’，设定L’=L×（1+3γm）/4，其中，γw为预设第w供给速度调节系数，设定w=1，2。
本发明所述系统通过设置预设频率差值，在预设频率条件下对液压单元中液压油的供给速度进行调节，降低了由于液压单元中液压油的供给速度过慢导致冲床的振动频率过高造成故障监测的精准性下降的影响，进一步实现了对于故障监测的稳定性和精准性的提高。
实施例1
本实施例1运行稳定性监测模块在触发所述预设第二方差条件时对冲压速度进行初次调节以输出第一冲压速度，其中，预设方差差值记为△Q0，预设第一冲压速度调节系数记为α1，预设第二冲压速度调节系数记为α2，切割单元的冲压速度记为V，其中，0＜α1＜α2＜1，设定α1=0.8，α2=0.9，△Q0=0.3kg2，V=50spm。
本实施例1求得△Q=0.4kg2，运行稳定性监测模块判定△Q＞△Q0并使用预设第一冲压速度调节系数将所述切割单元的冲压速度调节至第二冲压速度，计算得V’=50spm×（1+0.8）/2=45spm。
本实施例1通过设置预设方差差值，在预设第二方差条件下对切割单元的冲压速度进行调节，降低了由于切割单元的冲压速度过大导致冲压时原始工件的振动幅度过大造成故障监测的稳定性下降的影响，进一步实现了对于故障监测的稳定性和精准性的提高。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于物联网的冲床故障监测系统，其特征在于，包括：
冲压模块，用以将原始工件加工为成品工件，包括用以对所述原始工件进行切割操作的切割单元、与所述切割单元相连用以提供切割动力的液压单元、设置在切割单元的下方用以对原始工件的位置进行固定的夹持固定单元以及设置在所述切割单元的下方的温度传感器；
运行稳定性监测模块，其与所述冲压模块相连，用以在根据若干成品工件的重量的方差判定冲床处于波动运行状态时对所述切割单元的冲压速度进行调节以输出第一对应冲压速度，或，发出对工件状态进行监测的第一控制信号；
工件状态监测模块，其分别与所述冲压模块和所述运行稳定性监测模块相连，用以在对所述第一控制信号产生响应且根据若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积判定工件处于失衡运行状态时对夹持固定单元的夹持点开启数量进行调节；
冲压状态监测模块，其分别与所述冲压模块和所述运行稳定性监测模块相连，用以在完成对于第一对应冲压速度的输出且根据成品工件的粗糙图案边缘的长度占比判定冲压处于无效运行状态时对所述第一对应冲压速度进行调节以输出第二对应冲压速度，或，发出对监测校准进行监测的第二控制信号；
监测校准模块，其分别与所述冲压模块和所述冲压状态监测模块，用以在对所述第二控制信号产生响应且根据冲床的振动频率判定所述温度传感器处于偏差运行状态时对液压单元中液压油的供给速度进行调节。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的冲床故障监测系统，其特征在于，所述冲压模块还包括：
视觉传感器，其设置在所述冲床的输出端，用以检测成品工件的图案的面积和粗糙图案边缘的长度；
振动传感器，其与所述冲床相连，用以检测冲床的振动频率。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的冲床故障监测系统，其特征在于，所述运行稳定性监测模块包括：
重量传感器，其设置在所述冲压模块的输出端，用以对若干成品工件的重量进行检测；
重量信号处理组件，其与所述重量传感器无线连接，用以根据所述若干成品工件的重量对若干成品工件的重量的方差进行计算；
第一判定组件，其与所述重量信号处理组件相连，用以在若干成品工件的重量的方差触发预设第一方差条件或触发预设第二方差条件时判定冲床的运行稳定性低于允许范围；
其中，所述预设第一方差条件为，若干成品工件的重量的方差大于预设第一方差且小于等于预设第二方差；所述预设第二方差条件为，若干成品工件的重量的方差大于预设第二方差；所述预设第一方差小于所述预设第二方差。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的冲床故障监测系统，其特征在于，所述工件状态监测模块还包括与所述视觉传感器相连的第二判定组件，其中，
所述第二判定组件用以根据视觉传感器检测到的若干成品工件的相同图案的面积对相同图案的平均面积进行计算，且在若干成品工件的重量的方差单独触发预设第一方差条件时初步判定原始工件处于失衡运行状态，并在相同图案的平均面积触发预设面积条件时二次判定原始工件处于失衡运行状态，所述失衡运行状态为，原始工件的表面平衡程度低于允许范围；
其中，所述预设面积条件为，若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积大于预设面积。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的冲床故障监测系统，其特征在于，所述冲压状态监测模块包括与所述视觉传感器相连的第三判定组件，其中，
所述第三判定组件用以根据视觉传感器检测到的成品工件的粗糙图案边缘的长度对成品工件的粗糙图案边缘的长度占比进行计算，且在成品工件的粗糙图案边缘的长度占比同时触发第一条件和预设第一占比条件或同时触发所述第一条件和预设第二占比条件时判定冲压处于无效运行状态，所述无效运行状态为，冲压的有效性低于允许范围；
其中，所述预设第一占比条件为，成品工件的粗糙图案边缘的长度占比大于预设第一占比且小于等于预设第二占比；所述预设第二占比条件为，成品工件的粗糙图案边缘的长度占比大于预设第二占比；所述第一条件为，所述运行稳定性监测模块完成对于所述切割单元的冲压速度的初次调节。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的冲床故障监测系统，其特征在于，所述监测校准模块包括与所述振动传感器相连的第四判定组件，其中，
所述第四判定组件用以在成品工件的粗糙图案边缘的长度占比触发预设第二占比条件时初步判定温度传感器处于偏差运行状态，并在冲床的振动频率触发预设频率条件时二次判定温度传感器处于偏差运行状态，所述偏差运行状态为，温度传感器的监测准确性低于允许范围；
其中，所述预设频率条件为，冲床的振动频率大于预设频率。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的冲床故障监测系统，其特征在于，所述运行稳定性监测模块还包括与所述第一判定组件相连的冲压速度调节组件，用以在单独触发所述预设第二方差条件时根据若干成品工件的重量的方差与预设第二方差的差值对切割单元的冲压速度进行初次调节以输出第一对应冲压速度，所述第一对应冲压速度与若干成品工件的重量的方差与预设第二方差的差值成反比。
8.根据权利要求7所述的基于物联网的冲床故障监测系统，其特征在于，所述工件状态监测模块还包括与所述第二判定组件相连的数量调节组件，用以在触发所述预设面积条件时根据若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积与预设面积的差值对夹持固定单元的夹持点开启数量进行调节，所述夹持固定单元的夹持点开启数量与若干具有相同图案的成品工件的图案平均面积与预设面积的差值成正比。
9.根据权利要求8所述的基于物联网的冲床故障监测系统，其特征在于，所述冲压状态监测模块还包括与所述第三判定组件相连的冲压速度二次调节组件，用以在触发所述预设第一占比条件时根据成品工件的粗糙图案边缘的长度占比与预设第一占比的差值对第一对应冲压速度进行调节以输出第二对应冲压速度，所述第二对应冲压速度与成品工件的粗糙图案边缘的长度占比与预设第一占比的差值成正比。
10.根据权利要求9所述的基于物联网的冲床故障监测系统，其特征在于，所述监测校准模块还包括与所述第四判定组件相连的供给速度调节组件，用以在触发所述预设频率条件时根据冲床的振动频率与预设频率的差值对液压单元中液压油的供给速度进行调节，所述液压单元中液压油的供给速度与冲床的振动频率与预设频率的差值成正比。
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