[發明專利]一種機床健康狀態實時評價方法及系統

有效

• 申請號: 202110603384.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113238528B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 周浩;楊建中;周會成;向華;周謀
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05B19/4065
• 分類號: G05B19/4065
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;尚威

1.一種機床健康狀態實時評價方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、在機床運行過程中，采集非切削過程的電控數據作為穩態樣本；

S2、在穩態樣本中提取特征指標，根據特征指標和健康狀態下的理想指標，得到機床健康指數，根據機床健康指數對機床健康狀態進行評價；

具體的，在穩態樣本中提取反應機床各部件運動特性的指標作為特征指標，然后對特征指標進行去參數配置處理，對去參數配置后的特征指標和健康狀態下的理想指標進行歸一化，得到歸一化指標，根據該歸一化指標計算得到機床健康指數；

該評價方法通過加工G代碼和自檢i指令實現，其中，加工G代碼用于規劃機床加工路徑，在加工G代碼中，挑選可以評價機床健康狀態的G指令動作，然后根據G指令，手工編寫自檢i指令，自檢i指令用于獲取非切削過程的電控數據作為穩態樣本，且加工G代碼與自檢i指令同時運行。

2.如權利要求1所述的機床健康狀態實時評價方法，其特征在于，對特征指標進行去參數配置具體為：根據機床部件運動的理論參數和特征指標計算得到實際參數，然后以實際參數相比于理論參數的偏離率作為去參數配置后的特征指標。

3.如權利要求1所述的機床健康狀態實時評價方法，其特征在于，歸一化指標X_t計算式如下：

其中，X_i為去參數配置后的特征指標，X_g為健康狀態下的理想指標，X_d為相對誤差邊界。

4.如權利要求3所述的機床健康狀態實時評價方法，其特征在于，根據歸一化指標計算契比雪夫距離d_st＝max(|X_t|)，進而得到機床健康指數HI：

5.如權利要求1所述的機床健康狀態實時評價方法，其特征在于，采集穩態樣本數據的方式為定點采樣、指令行采樣或規定區間采樣。

6.如權利要求1所述的機床健康狀態實時評價方法，其特征在于，機床部件包括主軸、進給軸、刀庫；提取的主軸特征指標包括加減速時間、超調量、轉差量，進給軸特征指標包括加減速時間、速度波動、電流波動，刀庫特征指標包括換刀時間、主軸定向次數。

7.如權利要求1所述的機床健康狀態實時評價方法，其特征在于，通過G代碼規劃機床加工路徑，其中非切削過程包括G00快速定位、G01非切削段、M05主軸停止、M03/M04空運行過程。

8.一種機床健康狀態實時評價系統，其特征在于，包括機床健康狀態評價模塊及處理器，所述機床健康狀態評價模塊在被所述處理器調用時，實現如權利要求1-7任意一項所述的機床健康狀態實時評價方法。