[發明專利]一種數控機床運行狀態遠程監控方法

在審

• 申請號: 201810273603.7
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108196514A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 丁毓峰;黃蘭帥;胡勇波
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G05B19/4065
• 分類號: G05B19/4065
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

1.一種數控機床運行狀態遠程監控方法，其特征在于包括：

S1)在機床主要部位布置好傳感器，在線檢測和采集機床狀態數據；所述主要部位是指機床主軸、主軸箱、刀架、主軸電機、進給導軌；

S2)將采集到的狀態數據送入微控制器進行處理，然后傳送至通信模塊；

S3)通信模塊再將數據通過路由器上傳至遠程服務器；

S4)服務器對狀態數據進行分析處理和故障統計。

2.根據權利要求1所述的監控方法，其特征在于：所述步驟S1所采集的狀態數據包括溫度信息、機床振動信息、主軸電機功率和機床本身運行數據。

3.根據權利要求2所述的監控方法，其特征在于，所述步驟S1在機床主要部位布置傳感器的方法具體包括：

S11)根據數控機床的結構、熱源分布和熱誤差對工件精度影響的方位情況，將溫度傳感器布置在機床關鍵點部位，包括主軸箱、X軸導軌、刀具和電機；布置溫度傳感器時，溫度傳感器接近熱源，且其數量超過數控車床熱源的數量；最后通過溫度傳感器獲取機床溫度信息；

S12)采用2個非接觸式電渦流振動傳感器，分別安裝在機床主軸的X、Y方向,獲取機床振動信息；

S13)采用霍爾式三相功率傳感器接在機床的三相電機上，獲取機床主軸電機功率。

4.根據權利要求1所述的監控方法，其特征在于，步驟S2具體包括：選取微控制器電路和通信模塊電路，將二者相連，其中通信模塊需內嵌TCP/IP協議棧；微控制器通過放大電路和模數轉換電路獲得機床狀態數據后，再通過AT指令與通信模塊建立通信鏈路，微控制器最后通過傳輸-傳輸邏輯串口將機床狀態數據發送給通信模塊；然后通信模塊再與路由器進行網絡傳輸。

5.根據權利要求4所述的監控方法，其特征在于：步驟S2的通信模塊采用包含無線網絡功能的芯片，步驟S3的路由器工作在無線訪問點模式，由通信模塊通過無線網絡與路由進行通信連接，路由器再通過網絡將數據傳送至服務器。

6.根據權利要求1所述的監控方法，其特征在于，步驟S4具體包括：由服務器得到機床運行狀態數據并進行分析處理后，再通過機床運行狀態信息識別方法得到數據異常點，然后通過故障現象描述和基于故障樹分析的故障匹配與提取方法得到潛在故障集，最后通過基于多信息融合理論的狀態評估方法確定故障集。

7.根據權利要求6所述的監控方法，其特征在于，服務器對機床運行狀態數據進行分析處理的方法包括：零均值化處理、小波分析、時域分析、頻域分析以及瞬態分析。

8.根據權利要求6所述的監控方法，其特征在于，得到潛在故障集的方法具體包括：通過識別出的數據異常點和故障現象描述，采用計算相似度的方法從建立的故障信息庫中進行匹配和提取得到潛在故障集。

9.根據權利要求6所述的監控方法，其特征在于，基于多信息融合理論的狀態評估方法具體包括：以置信區間形式的典型樣本為參考數據，計算溫度傳感器、電渦流振動傳感器、三相功率傳感器的證據在潛在故障集中的信度密度，并對其進行歸一化處理得到各傳感器數據的信度函數分配，然后通過D-S證據理論進行確定故障集。