本发明涉及机床撞击识别领域，特别是涉及一种机床撞击识别系统。
背景技术：
在机床的实际加工过程中，经常因不可预料的撞击而造成刀具甚至主轴损坏。目前主要的防撞方式是：在加速度传感器、速度传感器和力传感器获取的加速度值、速度值和受力值达到一定阈值时向数据处理模块发送一表征发送撞击事件信号，但上述方法仍存在以下不足：
1、机床实际加工过程中产生的噪声信号严重影响获取的加速度值，使识别的结果具有较大误差。
2、由于实际加工过程中产生的振动对判断也有影响，因此采用加速度值阈值的方式对撞击信号进行判断并不能得到准确的识别结果，最终还需人工进行识别是否真的撞击。
3、现有的撞击识别系统的延迟10ms～40ms，影响机床停机的响应时间。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种识别精度高、识别延迟小的机床撞击识别系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种机床撞击识别系统，包括：加速度传感器、有源低通滤波器以及倍福数据处理系统，其中，所述加速度传感器安装在电主轴壳体上靠近电主轴的位置，所述倍福数据处理系统中集成有依次连接的数据采集模块、输入模块、处理器以及输出模块；所述加速度传感器的输出端经所述有源低通滤波器与所述数据采集模块连接；所述处理器对加速度信号进行分析处理，得到机床的撞击识别结果，并通过所述输出模块输出所述撞击识别结果。
可选的，所述加速度传感器安装于电主轴壳体的内部。
可选的，所述倍福数据处理系统的处理器在获取到低频振动信号后，通过对所述低频振动信号进行小波包分解获取小波包曲率响应能量；根据分解得到的小波包曲率响应能量与正常工作状态下的小波能量的差值，确定是否发生了机床撞击。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的机床撞击识别系统通过设置有源低通滤波器，对加速度传感器采集的信号进行低通滤波处理，滤除了环境噪声和电磁噪声，消除了误差，提高了识别精度。通过采用倍福数据处理系统对数据进行处理，提高了数据处理速度，减小了延迟，另外，通过在倍福数据处理上集成数据采集模块和输出模块，有效减少了通信时间，进一步较小了延迟。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的机床撞击识别系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的机床撞击识别系统的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1和图2，本实施例提供的机床撞击识别系统包括：加速度传感器3、有源低通滤波器4以及倍福数据处理系统5，其中，加速度传感器3安装在电主轴壳体2上靠近电主轴1的位置。在本实施例中，该加速度传感器3安装于电主轴壳体2内部靠近主轴的位置，在其他的实施例中，也可以将加速度传感器3安装于电主轴壳体2外部靠近主轴的位置。加速度传感器3的输出端与有源低通滤波器4连接，有源低通滤波器4将加速度传感器3的高频信号过滤，识别出低频信号。倍福数据处理系统5中集成有依次连接的数据采集模块、输入模块和输出模块，有源低通滤波器4的输出端与倍福数据处理系统5中的数据采集模块连接，数据采集模块将采集到的加速度信号经输入模块传输至倍福数据处理系统5的处理器中，倍福处理器对加速度信号进行小波分析处理，完成机床撞击的识别，并将报警信号经输出模块输出。
由于电主轴的固有频率为400hz左右，采用有源低通滤波器过滤掉高频的电磁噪声和环境噪声的同时，由奈奎斯特定律可知，有源低通滤波器可以完整的保留原始低频信号中的信息，即有源低通滤波器能够有效去除加速度信号中的噪声信号，进而消除噪声对识别结果的影响，提高识别精度。而且，本发明采用的数据处理系统为倍福数据处理系统，该系统具有数据处理速度快的优势。采集一个完整的波形需要0.6ms，数据处理和发出报警各需0.1ms，总时间小于1ms，而撞击对机床加工产生影响即刀具或电主轴发生塑性变形的最短时间为10ms，因此本发明可以在刀具或电主轴发生塑性变形前进行多次识别，从而保证了识别的准确率，且在发生塑性变形前，留有足够时间使机床停机。此外，由于倍福数据处理系统集成了数据采集模块和输出模块，有效减少了数据传输所带来的延迟。
本发明倍福数据处理系统的处理器在获取到低频振动信号后，通过小波包分解获取小波包曲率响应能量。由于正常工作状态下与异常工作状态下的小波能量差值与破坏指数之间存在函数关系，因此，可以求取分解得到小波包曲率响应能量与正常工作状态下的小波能量的差值，根据该差值确定破坏指数，完成撞击信号的识别。
本发明提供的机床防撞机识别系统具有以下优势：
1.本发明设置了有源低通滤波器，有源低通滤波器对加速度传感器采集的信号进行低通滤波处理，滤波后的波形相对于滤波前没有延迟，而且可以有效的过滤掉环境噪声和电磁噪声，解决了因噪声而产生的误差。
2.本发明采用了小波分析对振动信号进行识别，降低了因只采用阈值法所造成的错误识别率。
3.本发明采用了倍福数据处理系统，倍福处理器的最小运算时钟周期为0.1ms，使得信号识别完全可以控制在1ms内，极大的缩短了撞击识别时间，进而，能够有效降低因撞击造成的刀具损坏或电主轴的损坏。
4.本发明中倍福数据处理系统集成了同一产品系列的数据采集模块、处理器和输出模块，有效减少了数据传输的延迟。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
1.一种机床撞击识别系统，其特征在于，包括：加速度传感器、有源低通滤波器以及倍福数据处理系统，其中，所述加速度传感器安装在电主轴壳体上靠近电主轴的位置，所述倍福数据处理系统中集成有依次连接的数据采集模块、输入模块、处理器以及输出模块；所述加速度传感器的输出端经所述有源低通滤波器与所述数据采集模块连接；所述处理器对加速度信号进行分析处理，得到机床的撞击识别结果，并通过所述输出模块输出所述撞击识别结果。
2.根据权利要求1所述的机床撞击识别系统，其特征在于，所述加速度传感器安装于电主轴壳体的内部。
3.根据权利要求1所述的机床撞击识别系统，其特征在于，所述倍福数据处理系统的处理器在获取到低频振动信号后，通过对所述低频振动信号进行小波包分解获取小波包曲率响应能量；根据分解得到的小波包曲率响应能量与正常工作状态下的小波能量的差值，确定是否发生了机床撞击。
技术总结