[發明專利]基于內置傳感器的數控機床進給系統的模態測試方法

有效

• 申請號: 201910005800.5
• 申請日: 2019-01-03
• 公開（公告）號: CN109531270B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 吳沁;楊建軍
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明公開了一種基于內置傳感器的數控機床進給系統的模態測試方法，具體包括如下操作步驟：S1：將激振器按照建立的動力學模型布置在確定的激勵點上，通過激振器向機床發出測試信號；S2：按照建立的動力學模型在確定的拾振點上收集振動響應信號；S3：將激勵信號和振動響應信號分別輸入數據和分析系統進行分析處理，得到反映激振力和振動響應關系的傳遞函數。本發明通過多次對機床發出激振信號并收集振動響應信號，通過求取計算振動響應信號的平均值，有效降低測試信號過低或過高而造成的信噪比低的現象，提高信號接收精度，有效模擬測量機床工作狀態時的模態參數,提高對機床的監管維護效率，同時提高機床的加工精度。

技術領域

本發明屬于機床進給系統的模態測試方法技術領域，具體涉及一種基于內置傳感器的數控機床進給系統的模態測試方法。

背景技術

數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。在機床使用過程中，受到機床本身材料和結構的影響，會發生不同程度的振動現象，長期振動將會對機床的加工精度造成不利影響。為避免機床精度降低，需要對機床進行模態測試。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于內置傳感器的數控機床進給系統的模態測試方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于內置傳感器的數控機床進給系統的模態測試方法，具體包括如下操作步驟：

S1：通過計算機建立機床的動力學三維模型，并將機床的測試部位按結構進行劃分，并確定每個測試部位上的激勵點和拾振點，將激振器按照建立的動力學模型布置在確定的激勵點上，通過激振器向機床發出測試信號；

S2：按照建立的動力學模型在確定的拾振點上收集振動響應信號；

S3：將激勵信號和振動響應信號分別輸入數據和分析系統進行分析處理，得到反映激振力和振動響應關系的傳遞函數。

優選的，步驟S1中設置有若干個激振器，所述激振器發出頻率為80-120Hz的脈沖信號，且脈沖信號沿著水平或豎直方向分布。

優選的，步驟S1中激振器發出測試信號時，機床處于最佳轉速，測試時包括空轉狀態測試和加工狀態測試，且每個激振器間隔發出5組激振信號，分別測試不同工況下的響應情況，測得各階固有頻率、阻尼比參數。

優選的，步驟S2中采用壓電式加速度傳感器收集振動響應信號，通過PULSE測試儀內的FFT模塊對采集到的時域信號進行傅里葉變換，得到信號的自譜圖，再通過一次積分和二次積分分別得到振動速度和振幅參數。

優選的，步驟S2中采樣頻率為160-240Hz。

優選的，步驟S1中測試部位包括主軸箱、工作臺、機床主軸。

本發明的技術效果和優點：

本發明通過多次對機床發出激振信號并收集振動響應信號，通過發出激振信號并收集振動響應信號，再求取計算振動響應信號的平均值，有效降低測試信號過低或過高而造成的信噪比低的現象，提高信號接收精度，通過對機床每個部分進行單獨測試，有利于提高測試精度，有效模擬測量機床工作狀態下的模態參數，提高對機床的監管維護效率，進一步提高機床的加工精度。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。