[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

本發明提供的數控機床運行狀態遠程監控方法，包括以下步驟：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。本發明能夠使管理人員及時快速掌控數控機床的加工過程信息、及時的調整加工參數、預防故障的產生，降低用戶的停機損失，對實現加工效率和生產效益的提升具有重要的意義。

技術領域

本發明涉及一套用于實現機床運行狀態遠程監控的系統，具體的說，是涉及一種機床運行狀態的多方位在線主動遠程監控系統。

背景技術

機床因具有加工精度高、自動化程度高、生產率高等優勢，已成為我國制造型企業的主要生產設備。面對企業中越來越多的機床加工設備，如何改進現有的車間管理模式，以實現車間機床加工過程中運行狀況的實時遠程監測，對提高生產率和企業加工設備的利用率、加強企業對加工過程的管理和增強企業的市場競爭力有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種數控機床運行狀態遠程監控方法，該方法能對機床運行時的主要狀態數據進行采集處理、傳輸和分析展示，方便管理者對機床的運行狀態進行監測。

本發明解決其技術問題采用以下的技術方案：

本發明提供的數控機床運行狀態遠程監控方法，包括以下步驟：

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。

上述方法中，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。

上述方法中，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。

上述方法中，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。

上述方法中，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。

上述方法中，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。

上述方法中，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。