[發明專利]一種機床組部件運動狀態的可視化評估裝置及方法

有效

• 申請號: 202110358885.2
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113070737B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發明（設計）人: 都學飛;王春雷;王金鵬;呂樂;張震震;張碩;武淼;李紅星;鄧永和
• 申請（專利權）人: 廊坊精雕數控機床制造有限公司;北京精雕科技集團有限公司
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種機床組部件運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，提供一種可視化評估裝置，由電控平臺和組部件安裝平臺組成，電控平臺包括控制單元、模擬量采集卡、可視化分析單元和驅動器單元，組部件安裝平臺包括組部件安裝單元和空載電機安裝單元；待評估組部件安裝于組部件安裝單元，機床其他運動組部件的驅動電機分別安裝于空載電機安裝單元；驅動器單元設置有與機床運動軸數相同的驅動器，分別與待評估組部件的驅動電機和其他運動組部件的空載驅動電機一一對應連接；與待評估組部件的驅動電機連接的驅動器還與模擬量采集卡連接，用于將待評估組部件驅動電機的動態負載傳遞給模擬量采集卡；控制單元一方面與各驅動器連接，向驅動器發送運動指令信號，一方面與模擬量采集卡連接進行數據通訊，同時控制單元還與可視化分析單元連接；控制單元內可導入工件加工路徑，驅動器單元的各驅動器分別接收控制單元的運動指令信號驅動待評估組部件以及其他運動組部件的驅動電機定位運動，并將各驅動電機的實時位置反饋給控制單元，同時待評估組部件的驅動電機將其動態負載反饋給與其連接的驅動器，模擬量采集卡對該驅動器內的負載數據進行提取并反饋到控制單元，控制單元對負載數據進行處理生成可視化數據文件并導入至可視化分析單元，可視化分析單元對可視化數據文件進行圖形顯示和數據分析；

該可視化評估方法通過待評估組部件與機床其他運動組部件空載驅動電機配合進行空跑合工件加工路徑，利用模擬量采集卡提取待評估組部件驅動電機的動態負載數據，并以色譜圖的形式反映工件加工路徑上每個點的負載大小，進而分析機床運動狀態是否存在異常，具體包括以下步驟：

A．將待評估組部件按機床實際運動狀態安裝，并將其驅動電機以及機床其他運動組部件的空載驅動電機分別通過驅動器與控制單元連接，控制單元內導入工件加工路徑；

B．啟動控制單元按照工件加工路徑進行空跑合；

C．通過模擬量采集卡對待評估組部件驅動電機的動態負載（輸出電流）進行數據提取和采集；

D．將路徑點的實時位置數據擬合成三維圖形，并將同步采集到的負載數據映射到三維圖形上，生成待評估組部件的負載可視化數據圖形，負載可視化數據圖形以色譜圖形式顯示，根據負載數據大小顯示不同的顏色；

E．對負載可視化數據圖形進行分析，判斷色譜圖中是否存在異常紋路，若存在異常紋路，則表明待評估組部件的運動狀態存在異常；若無異常紋路，則表明待評估組部件的運動狀態正常。

2.根據權利要求1所述的一種機床組部件運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，所述組部件安裝平臺的數量為一個或多個。

3.根據權利要求2所述的一種機床組部件運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，所述組部件安裝平臺為一個時，所述組部件安裝單元由一個安裝位或多個安裝位組成；由一個安裝位組成時，其安裝位結構與機床待評估組部件結構相適應；由多個安裝位組成時，各安裝位結構分別與機床各運動組部件的結構一一對應。

4.根據權利要求2所述的一種機床組部件運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，所述組部件安裝平臺為多個時，所述組部件安裝單元由一個安裝位組成，各組部件安裝平臺上的安裝位結構分別與機床各運動組部件的結構一一對應。

5.根據權利要求1所述的一種機床組部件運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，對于步驟E中所述存在異常紋路的情況，可繼續對異常紋路進行分析，具體包括：

F．對異常紋路的色差數據進行量化，包括異常紋路的條數、尺寸以及距離，找出異常紋路的規律性特征，并根據異常紋路的規律性特征分析可能產生的原因或機械部位。

6.根據權利要求5所述的一種機床組部件運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，所述步驟F之后，還包括：

G．根據分析結果對待評估組部件的機械狀態進行調整，并返回步驟B。

7.根據權利要求5或6所述的一種機床組部件運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，步驟D中所述的負載可視化圖形以及步驟F中量化的色差數據能夠記錄和保存。