[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

本發明屬于數控裝備領域，特別涉及一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法和裝置。通過機床空跑合工件加工路徑，利用模擬量采集卡提取機床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。本發明無需實際切削加工，且操作簡單、效率高、成本低、易于實現指標量化和數字化管理。

技術領域

本發明屬于數控裝備領域，特別涉及一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法和裝置。

背景技術

機床基礎運動狀態對于機床運動的穩定性來說非常重要，機床基礎運動狀態的好壞直接影響工件表面的加工效果，如工件表面產生的一些異常紋路等。目前，機床整體狀態的評估通常采用加工測試件進行實際加工，并根據工件表面加工效果來評判和驗證。而對于工件的表面加工效果，不僅受機床本身狀態的影響，而且加工工藝的管控也是很大影響因素之一，一旦出現管控不到位，將很難實現對機床基礎運動狀態的評估。并且，目前實際加工出現的異常紋路也不方便進行數據標準的量化，更不方便進行數字化管理。同時，頻繁的加工驗證，不但工作量大，效率低，而且易造成資源浪費，成本較高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種無需實際切削加工，且操作簡單、效率高、成本低、易于實現指標量化和數字化管理的機床基礎運動狀態可視化評估方法和裝置。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法，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各直線軸運動單元、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。

上述一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法，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。

上述一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法，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。

上述一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法，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。

上述一種機床基礎運動狀態的可視化評估方法，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。

另一方面，一種機床基礎運動狀態的評估裝置，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；