韦文姬，何岭松，吴玉叶

（华中科技大学机械科学与工程学院，湖北 武汉430074）

在德国工业4.0和《中国制造2025》的大背景下，我国的智能制造领域开始进入了高速发展的阶段。数控机床作为基础的制造设备，逐步由模拟、脉冲式跨越到全数字、总线式，向智能化方向转变，如我国最大的数控机床生产厂商沈阳机床选择Ether－CAT作为其最新的i5智能数控机床控制平台的内部总线[1]。数控机床在加工过程中产生大量的运行状态数据，自感知是智能机床的主要功能之一，为了全方位感应加工过程中产生的状态变化并及时自适应调节，智能机床需要各种传感器进行信号收集。结合大数据的数据思维，一些高档数控系统已开始利用总线技术传输底层传感器数据，通过“指令域示波器”大数据分析工具[2]将主轴振动、电机电流等状态数据与指令建立起对应关系，实现机床状态可视化和加工状态智能化[3]。数控系统对于外部传感器信号的采集，目前主要采用的方法为通过总线I/O单元，设置采样通道，将外部传感器数据实时地全部采进数控系统，如华中数控有限公司的杨祥等人在华中8型总线式数控系统中插入HIO-1075温度采集板卡实时监测相关部位的温度变化，对机床运动部件的热位移误差进行实时补偿[4]。智能化数控机床的总线多为基于工业以太网技术，传输速度快，带宽较传统的现场总线技术有了很大提高，然而，这种采集方式仍存在着一些不足。一方面，对于一些要求高采样率的物理信号类型，如声音信号，采样周期远高于总线通讯周期，不易于直接采集；……