[發明專利]自適應振動感測方法

有效

• 申請號: 201710029558.6
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN108318122B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 馮倚俊;吳旻修
• 申請（專利權）人: 上銀科技股份有限公司
• 主分類號: G01H1/00
• 分類號: G01H1/00
• 代理公司: 北京泰吉知識產權代理有限公司 11355
• 代理人: 張雅軍;謝瓊慧

1.一種自適應振動感測方法，由一個感測裝置所執行，該感測裝置適用于一個工具機，該工具機包括一個進給系統及一個電連接該進給系統的馬達，該自適應振動感測方法包含以下步驟：

(A)利用該感測裝置計算一個相關于該工具機操作轉速的量測頻率范圍，該工具機操作轉速是限制于原廠規格；

(B)利用該感測裝置感測該進給系統靜止時的振動情況，以得到一個相關于環境雜訊的平滑化信號，該平滑化信號具有多個雜訊值，且該多個雜訊值分布于該量測頻率范圍；

(C)利用該感測裝置比對出該平滑化信號的一個最小雜訊值所對應的一個頻率值作為一個量測頻率值；

(D)利用該感測裝置根據該量測頻率值得到該馬達的一個建議轉速；及

(E)于該馬達根據一個相關于該建議轉速的馬達控制信號來驅動該進給系統以該建議轉速旋轉時，利用該感測裝置感測該進給系統，以得到一個指示該進給系統轉動時的振動情況的動態振動訊號。

2.根據權利要求1所述的自適應振動感測方法，其特征在于，步驟(B)包括以下子步驟：

(B1)利用該感測裝置感測該進給系統靜止時的振動情況，以產生一個相關于環境雜訊的振動訊號，且該振動訊號具有多個振動值，該多個振動值分布于一個靜態時間范圍；

(B2)利用該感測裝置將該振動訊號進行傅立葉轉換為一個靜態振動訊號，該靜態振動訊號分布于一個靜態頻率范圍，該靜態頻率范圍大于該量測頻率范圍；

(B3)利用該感測裝置計算該靜態振動訊號中該靜態頻率范圍與該量測頻率范圍的交集所對應的部分該靜態振動訊號的上包絡線，以得到一個包絡線信號；及

(B4)利用該感測裝置根據一個曲線平滑法將該包絡線信號進行平滑化，以得到該平滑化信號。

3.根據權利要求2所述的自適應振動感測方法，其特征在于，在步驟(B4)中，該曲線平滑法為一個移動平均法及一個低通濾波法兩者的其中一者。

4.根據權利要求1所述的自適應振動感測方法，其特征在于，步驟(A)包括以下子步驟：

(A1)利用該感測裝置根據該馬達的一個預定馬達最高轉速得到一個第一邊界頻率；

(A2)利用該感測裝置根據該進給系統的一個進給軸的一個預定最高容許轉速得到一個第二邊界頻率；

(A3)利用該感測裝置根據一個預定最低轉速得到一個第三邊界頻率，該預定最低轉速相關于該進給軸的轉速；及

(A4)利用該感測裝置根據所述第一至第三邊界頻率得到該量測頻率范圍。

5.根據權利要求4所述的自適應振動感測方法，其特征在于，在步驟(A4)中，該感測裝置取所述第一至第三邊界頻率的一個交集區間作為該量測頻率范圍，該量測頻率范圍的一個最大值小于所述第一及第二邊界頻率，且該量測頻率范圍的一個最小值大于該第三邊界頻率。

6.根據權利要求4所述的自適應振動感測方法，其特征在于，在步驟(A1)、步驟(A2)及步驟(A3)中，該感測裝置根據以下方程式來得到所述第一至第三邊界頻率：

f1＝ω_m1/ψ,

f2＝ω_m2/ψ,

f3＝ω_m3/ψ,

f1、f2、f3分別代表所述第一至第三邊界頻率，ω_b1、ω_b2、ω_b3分別代表該預定馬達最高轉速、該預定最高容許轉速及該預定最低轉速，ω_m1、ω_m2、ω_m3分別代表該進給系統中一個螺桿內滾珠的第一、第二、第三公轉速度，ψ代表該進給系統中一個螺帽內相鄰滾珠間的一個相位角，α代表該螺桿導程角，α₀代表該螺帽內滾珠與該螺帽溝槽的接觸角，α_i代表該螺帽內滾珠與該螺桿溝槽的接觸角，β代表滾珠自旋角，r_b代表該螺帽內滾珠的半徑，及r_m代表該螺桿節圓半徑。