[發明專利]一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法和裝置

在審

• 申請號: 202110358886.7
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113189936A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 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
• 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: G05B19/4063
• 分類號: G05B19/4063;G05B19/4062
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，通過機床空跑合工件加工路徑，利用模擬量采集卡提取各運動單元驅動電機的實時負載數據，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．啟動數控機床，按照導入的工件加工路徑進行空跑合；

B．通過模擬量采集卡對數控機床運動單元驅動電機的實際負載（輸出電流）進行數據提取和采集，其中運動單元包括機床直線軸運動單元、旋轉軸運動單元以及電主軸旋轉運動單元；

C．將路徑點的實時位置數據擬合成三維圖形，并將同步采集到的各運動單元的負載數據分別單獨映射到三維圖形上，生成各運動單元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；

D．對各運動單元的負載可視化數據圖形進行分析，逐一分析各色譜圖中是否存在異常紋路，若存在異常紋路，則表明該運動單元的運動狀態存在異常；若無異常紋路，則表明該運動單元的運動狀態正常；若各個運動單元的色譜圖均無異常紋路，則初步判斷機床的基礎運動狀態滿足要求。

2.根據權利要求1所述的一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，對于步驟D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：

E．對異常紋路的色差數據進行量化，包括但不限于異常紋路的條數、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。

3.根據權利要求2所述的一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，所述步驟E之后，還包括：

F．根據分析結果對相關運動單元的機械狀態進行調整，并返回步驟A。

4.根據權利要求1或3所述的一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，對于步驟D中所述各運動單元均無異常紋路的情況，可進行實際加工驗證，通過評估加工效果進一步驗證機床運動狀態是否滿足要求。

5.根據權利要求2或3所述的一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法，其特征在于，步驟C中所述的負載可視化圖形以及步驟E中量化的色差數據能夠記錄和保存。

6.一種機床基礎運動狀態的評估裝置，其特征在于，由控制處理單元、模擬量采集卡、可視化分析單元以及機床各運動單元的驅動器和驅動電機組成，

模擬量采集卡用于采集和提取驅動電機的負載數據，并將負載數據傳送到控制處理單元；

控制處理單元用于向機床各運動單元發送運動指令，并對負載數據進行處理生成負載可視化數據文件；

可視化分析單元用于可視化負載數據的顯示和分析；

模擬量采集卡具有多個通道，分別與機床各運動單元的驅動器連接，驅動器分別與對應的驅動電機連接；控制處理單元一方面與各運動單元的驅動器連接，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，同時控制處理單元還與可視化分析單元連接；機床各運動單元運動時的動態負載通過驅動電機反饋給驅動器，模擬量采集卡對驅動器內的負載數據進行提取并反饋到控制處理單元，控制處理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，可視化分析單元根據可視化數據圖形進行數據分析。

7.根據權利要求6所述的一種機床基礎運動狀態的評估裝置，其特征在于，所述控制處理單元可以是機床數控系統中的控制處理模塊，也可以是單獨的檢測評估控制系統。