[實用新型]數控機床預測性維護標準測試床

有效

• 申請號: 201822168026.3
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN209198929U
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 王成城;王凱;王春喜
• 申請（專利權）人: 機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所
• 主分類號: G05B19/406
• 分類號: G05B19/406;G05B19/4065
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 吳元元

本實用新型涉及數控加工技術領域，特別是數控機床預測性維護標準測試床。本實用新型中的標準測試床包括主軸轉子實驗臺、工控機和顯示器，所述工控機與主軸轉子實驗臺信號連接，所述工控機還與顯示器信號連接。本實用新型可實現預測性維護完整流程，精準、高效、可控地實現數控機床的核心子系統的在線監測，故障預測與健康管理核心算法以及可視化界面演示等功能，最終形成數控機床預測性維護自傳感器布置到結果可視化、維護維修優化策略的完整的服務平臺。

技術領域

本實用新型涉及數控加工技術領域，特別是數控機床預測性維護標準測試床。

背景技術

由于生產環境的復雜性和不確定性等因素，軸承、齒輪、聯軸器和轉軸等部件可能發生故障，故障一旦發生，不僅會影響轉子系統的正常運行，嚴重時會導致相關部件損壞的發生，對整個設備造成破環，并可能造成人員傷亡。軸承和齒輪等作為旋轉機械中主要部件，其運行狀態的好壞直接關系到設備能否健康良好的運轉，因此對其進行試驗研究顯得尤為重要。現有的故障模擬試驗臺結構較為繁瑣且功能單一，在模擬不同故障時，換裝工序較多，降低了故障模擬效率，且無法提供一套更為準確可靠的壽命、振動、溫升、電流、電壓等數據。還存在以下問題：

1.流程不完善，現有技術主要針對預測性維護流程中的某一部分進行驗證，如數控機床的故障診斷，但沒有預測性維護完整流程的試驗驗證；

2.難以驗證結果的準確性，對預測性維護最終輸出結果缺乏評價指標，如何評價結果的有效性及置信度的有效性是難點；

3.數據不完善，現有研究多針對單一數據類型進行，數據類型不全面，且異常數據的數據量不足；

4.模型兼容性不好，現有研究主要針對某一復雜設備，或某一關鍵部件，某一故障模式進行，模型泛化能力弱，通用性差；

5.傳感器類型多樣，且故障分析對帶寬有較高要求，需要在邊緣端通過邊緣計算來完成對設備的健康進行分析。

因此，需要建立面向設備典型失效模式的數控機床預測性維護標準測試床，能夠搭建成可以實現算法開發、模擬、測試、技術研究、科研以及演示等多功能于一體的智能裝備試驗驗證平臺。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供數控機床預測性維護標準測試床，用于解決上述技術問題。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下的技術方案：

數控機床預測性維護標準測試床包括主軸轉子實驗臺、工控機和顯示器，所述工控機與主軸轉子實驗臺信號連接，所述工控機還與顯示器信號連接。所述工控機作為邊緣計算設備還內置有預測性維護平臺。其中的主軸轉子實驗臺可以完成至少兩種故障模擬實驗，進行數據采集，數據傳輸等。工控機在邊緣端接收主軸轉子實驗臺中的信號，并對各種信號進行分析，其內置的預測性維護平臺主要可實現數據分析與處理，進行故障診斷、健康狀態定量評估、關鍵故障分析FMEA、引入不少于10種的故障模式設計，進行關鍵部件的衰退趨勢預測和維護決策，同時支持設備管理及數據存儲、遠端備份。顯示器接收工控機邊緣端的信息，并將預測結果和維護決策等進行界面展示，實現可視化。三者配合可實現預測性維護完整流程，精準、高效、可控地實現數控機床的核心子系統的在線監測，故障預測與健康管理核心算法以及可視化界面演示等功能，最終形成數控機床預測性維護自傳感器布置到結果可視化、維護維修優化策略的完整的服務平臺。