[發明專利]一種數控機床電氣柜狀態評估方法

有效

• 申請號: 201810955492.8
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN108844662B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 汪木蘭;季穎;朱曉春;徐開蕓;蘇健;朱昊;柏月
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00;G06N3/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明提供一種數控機床電氣柜狀態評估方法，該方法基于機床實時工況，在線監測電氣柜溫度數據，提取敏感特征，構建模糊神經網絡，在線建立數控機床電氣柜狀態評估模型，具有較高的實時性和實用性。根據電氣柜工作狀態評估結果合理評估電氣柜內元器件的老化程度，找到性能退化元器件視情維護，若發生異常狀況，系統發出報警信號，停機檢修。

技術領域

本發明涉及電氣柜狀態評估技術領域，具體涉及一種數控機床電氣柜狀態評估方法。

背景技術

數控機床電氣柜安裝有機床強電控制的各種電氣元器件，除了提供數控、伺服等弱電控制系統的供電電源，以及各種短路、過載、欠壓等電氣保護外，主要在PLC輸出接口與機床各類輔助裝置的電氣執行元件之間起橋梁作用。目前大多數機床電氣控制柜并沒有在線狀態評估系統，更換柜內元器件、故障維修等大多是在故障發生后進行，存在一定的滯后性。

電氣設備的發熱故障包括設備外部故障(如電氣接頭故障)和設備殼體內部的各種故障。外部故障可從設備外部獲得直觀信息，內部故障依據設備內部結構和運行工況，結合現場檢測實例的統計分析，獲得內部故障在設備外部顯現的溫度規律，從而對設備內部故障的性質、部位及嚴重程度做出判斷。提出一種數控機床電氣柜狀態評估方法，以機床現場工況為前提，基于電氣柜內不同部位測得的溫度數據實時評估電氣柜健康狀態，在此基礎上視情維護和停機檢修，這對機床的正常運行與生產效益的提高具有重大意義。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提出一種數控機床電氣柜狀態評估方法，用于評估機床電氣柜工作狀態。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種數控機床電氣柜狀態評估方法，包括如下步驟：

步驟1：采集電氣柜內各個溫度傳感器的數據，將同一時刻內各個溫度傳感器的數據記為一個樣本，并記錄該樣本對應的電氣柜工作狀態，得到樣本集；

步驟2：從所述樣本集中提取溫度特征值，得到溫度特征值構成的特征值數列X(k)，X(k)＝(x₁(k),x₂(k),...,x_n(k))，k為整個樣本數據序列的溫度采樣序號，n為單個樣本維度，x_i(k)為溫度特征值，i＝[1,n]；

步驟3：計算溫度特征值x_i(k)與其對應的電氣柜工作狀態的灰色關聯系數γ_i，給每個傳感器通道與機床工作狀態的關聯系數分配相應權值ω_i；

步驟4：按照各個樣本的的大小將電氣柜工作狀態分為三類，第一類為：電氣柜正常工作，元器件無異常；第二類為：電氣柜基本正常工作，元器件出現性能退化等，但不影響電氣柜運行，可視情維護；第三類：電氣柜工作異常，需要停機檢修。找到第一類工作狀態中的最小值第二類工作狀態中的最小值

步驟5：計算新樣本的如果則判斷電氣柜正常工作，元器件無異常；如果則判斷電氣柜基本正常工作，元器件出現性能退化等，但不影響電氣柜運行，可視情維護；如果則判斷電氣柜工作異常，需要停機檢修。

優選的，步驟2中，采用線性回歸分析法提取溫度數據特征值：

建立一元線性回歸模型，表示為：

y＝as+b

其中，y為溫度值，s為采樣時間窗口序號，a為溫度數列的線性特征值，b為溫度數列的線性常量，i為單個樣本中數據采樣序號，n為單個樣本維度。

優選的，步驟3中，灰色關聯系數γ_i與權值ω_i的計算步驟為：