[發(fā)明專利]一種數(shù)控機(jī)床主軸電機(jī)運行監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011262962.6
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112381388B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 司文峰
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽江機(jī)重型數(shù)控機(jī)床股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G01D21/02;B23Q17/00
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床安全控制領(lǐng)域，特別是一種數(shù)控機(jī)床主軸電機(jī)運行監(jiān)測方法。該方法包括如下步驟：S1、采集主軸電機(jī)運行狀態(tài)的特征參數(shù)集，并確定電機(jī)穩(wěn)定運行狀態(tài)下各數(shù)值的取值范圍；S2、剔除特征參數(shù)數(shù)據(jù)集中含有不符合取值范圍的數(shù)據(jù)集，獲得分類后的電機(jī)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)集；S3、對電機(jī)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)集進(jìn)行聚類，并獲得聚類中心；S4、構(gòu)建電可拓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別算法，利用聚類后數(shù)據(jù)集對算法進(jìn)行訓(xùn)練，完成算法訓(xùn)練過程；S5、實時采集特征參數(shù)，輸入到訓(xùn)練后的可拓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法中，對電機(jī)運行穩(wěn)定性進(jìn)行判斷。該方法能夠?qū)?shù)控機(jī)床的主軸電機(jī)的運行狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，對可能發(fā)生的故障狀態(tài)進(jìn)行及時地監(jiān)測和預(yù)警。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床安全控制領(lǐng)域，特別是一種數(shù)控機(jī)床主軸電機(jī)運行監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

斜床身數(shù)控車床是一種高精度、高效率的自動化機(jī)床。配備多工位刀塔或動力刀塔，機(jī)床就具有廣泛的工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復(fù)雜工件，具有直線插補、圓弧插補各種補償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效果。數(shù)控電機(jī)由電機(jī)驅(qū)動，因此對主軸電機(jī)的要求較高，主要為：(1)足夠的輸出功率；數(shù)控機(jī)床的主軸負(fù)載性質(zhì)近似于“恒功率”，也就是當(dāng)機(jī)床的電主軸轉(zhuǎn)速高時，輸出轉(zhuǎn)矩較小；主軸轉(zhuǎn)速低時，輸出轉(zhuǎn)矩大；即要求主軸驅(qū)動裝置要具有“恒功率”的性質(zhì)；(2)較大的調(diào)速范圍；為保證數(shù)控機(jī)床適用于各種不同的刀具、加工材質(zhì)；適應(yīng)于各種不同的加工工藝，要求主軸電機(jī)具有一定的調(diào)速范圍。(3)速度精度高；靜差度要小于5％，甚至小于1％。

基于上述原因，機(jī)床運行過程中對主軸電機(jī)進(jìn)行持續(xù)性的檢測顯得極為必要，這能夠及時防線電機(jī)運行狀態(tài)的異常，及早采取措施，避免對工件產(chǎn)品的加工精度造成影響，降低損失。現(xiàn)有技術(shù)中，電機(jī)運行穩(wěn)定性僅僅采用單個或簡單多個參數(shù)進(jìn)行評估，為參數(shù)設(shè)定閾值。當(dāng)某個參數(shù)超出閾值外即進(jìn)行預(yù)警或停機(jī)。這種電機(jī)運行監(jiān)測方法具有不準(zhǔn)確性和偶發(fā)性，因此應(yīng)當(dāng)尋找更好的主軸電機(jī)運行監(jiān)測方法對電機(jī)運行穩(wěn)定性進(jìn)行識別和監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供的一種數(shù)控機(jī)床主軸電機(jī)運行監(jiān)測方法，該方法能夠?qū)?shù)控機(jī)床的主軸電機(jī)的運行狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，對可能發(fā)生的故障狀態(tài)進(jìn)行及時地監(jiān)測和預(yù)警。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種數(shù)控機(jī)床主軸電機(jī)運行監(jiān)測方法，該方法包括如下步驟：

S1、采集主軸電機(jī)運行狀態(tài)下的繞組溫升t₁、電機(jī)表面溫度t₂、運行電壓V、運行電流I、轉(zhuǎn)速N、輸出轉(zhuǎn)矩T、功率因數(shù)cosΦ；作為判斷電機(jī)運行狀態(tài)的特征參數(shù)集，并確定電機(jī)穩(wěn)定運行狀態(tài)下各數(shù)值的取值范圍；

S2、持續(xù)采集上述7個參數(shù)，構(gòu)成特征參數(shù)數(shù)據(jù)集，剔除特征參數(shù)數(shù)據(jù)集中含有不符合取值范圍的數(shù)據(jù)集，獲得分類后的電機(jī)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)集；

S3、采用快速搜索與尋找密度峰值法對電機(jī)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)集進(jìn)行聚類，并獲得聚類中心；其中，聚類方法的過程如下：

數(shù)據(jù)集為數(shù)據(jù)點x_i和數(shù)據(jù)點y_i之間的距離表示為：

d_ij＝dist(x_i,x_j)，

用下式計算數(shù)據(jù)點的局部密度：

其中，函數(shù)χ(x)為：

ρ_i表示S中的那些與x_i的距離小于截斷距離d_c的點；

當(dāng)x_i的局部密度最大時，有：

θ_i＝max_j(d_ij)，