[發(fā)明專利]一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)波動(dòng)在線檢測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910796645.3
• 申請(qǐng)日: 2019-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110561188B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何嶺松;曹揚(yáng)帆;陳吉紅;高志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q17/00
• 分類號(hào): B23Q17/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發(fā)明屬于數(shù)控機(jī)床檢測(cè)領(lǐng)域，并具體公開(kāi)了一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)波動(dòng)在線檢測(cè)裝置及方法。該裝置包括數(shù)據(jù)采集卡和機(jī)床管理測(cè)試模塊，其中數(shù)據(jù)采集卡用于采集進(jìn)給系統(tǒng)的外部數(shù)據(jù)；機(jī)床管理測(cè)試模塊中任務(wù)定制子模塊用于生成測(cè)試G代碼，數(shù)控系統(tǒng)連接管理子模塊用于連接數(shù)控系統(tǒng)并進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)采集，外部數(shù)據(jù)采集子模塊用于接收數(shù)據(jù)采集卡采集到的外部數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行頻域轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)分析示波子模塊用于對(duì)外部數(shù)據(jù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并判斷其是否正常，生成診斷報(bào)告。本發(fā)明能夠同時(shí)完成進(jìn)給系統(tǒng)振動(dòng)測(cè)量、伺服電機(jī)電流測(cè)量和轉(zhuǎn)速波動(dòng)測(cè)量，此外通過(guò)機(jī)床管理測(cè)試模塊與數(shù)控機(jī)床的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確判斷故障的來(lái)源，提高測(cè)試精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)控機(jī)床檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)波動(dòng)在線檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸波動(dòng)是指機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中，由于輸入電流不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)振動(dòng)或電機(jī)質(zhì)量因素造成的進(jìn)給軸輸出轉(zhuǎn)速在設(shè)定轉(zhuǎn)速上下出現(xiàn)微小波動(dòng)的情況。當(dāng)進(jìn)給軸波動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)，勢(shì)必會(huì)造成機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給速度出現(xiàn)微小抖動(dòng)，進(jìn)而使加工工件表面產(chǎn)生微小的波紋，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

為了消除進(jìn)給軸波動(dòng)所造成的影響，保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要一種快捷易用的方法對(duì)該現(xiàn)象的成因進(jìn)行分析測(cè)試，排除故障源。但是目前還缺乏一種有效的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸波動(dòng)分析診斷手段，不能同步采集伺服電機(jī)輸入電流、伺服電機(jī)光電編碼盤輸出信號(hào)、工作臺(tái)振動(dòng)信號(hào)等機(jī)床外部信號(hào)與伺服反饋、控制信號(hào)等數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)，從而難以綜合分析數(shù)據(jù)以確定故障源。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)波動(dòng)在線檢測(cè)裝置及方法，其中該裝置結(jié)合數(shù)控機(jī)床自身的特征，相應(yīng)設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集卡和機(jī)床管理測(cè)試模塊，并對(duì)機(jī)床管理測(cè)試模塊中模塊的劃分方式進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法準(zhǔn)確判斷故障源的弊端，因而尤其適用于數(shù)控機(jī)床檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)合。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一方面，提出了一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)波動(dòng)在線檢測(cè)裝置，包括數(shù)據(jù)采集卡和機(jī)床管理測(cè)試模塊，其中：所述數(shù)據(jù)采集卡用于采集所述數(shù)控機(jī)床中進(jìn)給系統(tǒng)的外部數(shù)據(jù)；所述機(jī)床管理測(cè)試模塊用于控制并完成在線檢測(cè)工作，其包括任務(wù)定制子模塊、數(shù)控系統(tǒng)連接管理子模塊、外部數(shù)據(jù)采集子模塊和數(shù)據(jù)分析示波子模塊，所述任務(wù)定制子模塊用于生成測(cè)試G代碼、設(shè)定采集數(shù)據(jù)的閾值范圍和定制測(cè)試軟件界面，所述數(shù)控系統(tǒng)連接管理子模塊用于連接所述數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)并對(duì)其進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)的采集，所述外部數(shù)據(jù)采集子模塊用于接收所述數(shù)據(jù)采集卡采集到的外部數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行頻域轉(zhuǎn)換，所述數(shù)據(jù)分析示波子模塊用于對(duì)所述外部數(shù)據(jù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并判斷其是否正常，從而生成診斷報(bào)告。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述機(jī)床管理測(cè)試模塊還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)回放子模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)回放子模塊用于將所述外部數(shù)據(jù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)歸檔，并在進(jìn)行問(wèn)題分析時(shí)將所述外部數(shù)據(jù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)回放，以復(fù)現(xiàn)測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集卡包括模擬量采集卡和脈沖采集卡，其中所述模擬量采集卡用于采集振動(dòng)加速度傳感器和電渦流傳感器的信號(hào)，所述脈沖采集卡用于采集電機(jī)編碼器的信號(hào)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述脈沖采集卡的計(jì)數(shù)周期為1ms～10ms。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述任務(wù)定制子模塊生成測(cè)試G代碼的過(guò)程為：根據(jù)用戶設(shè)定的測(cè)試參數(shù)定制測(cè)試步驟，計(jì)算伺服電機(jī)的加減速常數(shù)和精度參數(shù)，最后估算各項(xiàng)測(cè)試環(huán)節(jié)所需時(shí)間，以此生成測(cè)試G代碼。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述數(shù)控系統(tǒng)連接管理子模塊的工作內(nèi)容包括：上傳并加載所述測(cè)試G代碼，獲取伺服電機(jī)當(dāng)前的控制信號(hào)、反饋信號(hào)和工作狀態(tài)，同步所述數(shù)控系統(tǒng)與所述機(jī)床管理測(cè)試模塊的測(cè)試進(jìn)度，上傳所述機(jī)床管理測(cè)試模塊檢測(cè)到的報(bào)警信息。

按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)波動(dòng)在線檢測(cè)方法，該方法包括如下步驟：

S1啟動(dòng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)，建立機(jī)床管理測(cè)試模塊與進(jìn)給系統(tǒng)之間的連接；