[發(fā)明專利]基于聲音采集及轉(zhuǎn)換的檢測分析機床振動的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310780747.2
• 申請日: 2023-06-29
• 公開（公告）號: CN116519130B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李品;張建平;陳文明
• 申請（專利權(quán)）人: 喬治費歇爾機床（常州）有限公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01M13/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 李小靜

本發(fā)明涉及一種基于聲音采集及轉(zhuǎn)換的檢測分析機床振動的方法，其特征在于：具體包括以下步驟：S1：固定音頻采集、S2：特征音頻采集、S3：數(shù)據(jù)處理、S4：故障分析、S5：數(shù)據(jù)存儲及顯示。本發(fā)明通過對聲音的記錄并進(jìn)行頻域分析，可以更加快速進(jìn)行診斷，將采集到的頻率與部件固有頻率比對，可以更加快速發(fā)現(xiàn)問題，排除故障，對操作者專業(yè)技能水平要求較低，更容易操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密機床故障分析技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種基于時域的聲音信號采集轉(zhuǎn)化頻率的用于檢測分析機床振動的方法。

背景技術(shù)

機床運行過程中有部件發(fā)生故障后一般會產(chǎn)生各種頻率的振動，如軸承，絲桿，機床鈑金防護(hù)，電機編碼器，主軸等，這種振動過去都是通過采集機床內(nèi)部信號進(jìn)行分析，對操作者的專業(yè)技能要求也比較高。

現(xiàn)有專利一種基于機床振動的故障檢測方法及系統(tǒng)（201711296033.5），其通過獲取特征頻率，振動傳感器采集機床不同轉(zhuǎn)速下工作時的機床振動的特征頻率；獲取固有頻率，采用主動激勵獲取機床頻響函數(shù)，并分析頻響函數(shù)得到機床結(jié)構(gòu)的固有頻率；故障判斷，根據(jù)所述特征頻率與所述固有頻率判斷故障類型。本發(fā)明通過對比振動的頻譜分析后的特征頻率與頻響函數(shù)測試的固有頻率，如果不一致，說明故障類型主要為裝配不良造成的，檢測各個裝配環(huán)節(jié)；如果通過頻譜分析后的特征頻率與頻響函數(shù)測試的固有頻率一致，則說明故障類型主要為結(jié)構(gòu)共振造成的，需要從結(jié)構(gòu)上加以調(diào)整。此種方式需要十分專業(yè)的人員進(jìn)行操作，難道較大，而且其是通過主動激勵的方式進(jìn)行采集，不管采用力錘激勵還是激振器激勵都存在著分析，長時間的振動會對機床自身結(jié)構(gòu)造成不必要的損傷，并且在刀具磨損或者破損以及工件裝夾出現(xiàn)問題時該方法無法進(jìn)行判斷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問題設(shè)計了一種基于時域的聲音信號采集轉(zhuǎn)化頻率的用于檢測分析機床振動的方法，通過對聲音的記錄并進(jìn)行頻域分析，可以更加快速進(jìn)行診斷，將采集到的頻率與部件固有頻率比對，可以更加快速發(fā)現(xiàn)問題，排除故障，對操作者專業(yè)技能水平要求較低，更容易操作。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于聲音采集及轉(zhuǎn)換的檢測分析機床振動的方法，具體包括以下步驟：

S1：固定音頻采集：通過聲音采集器對機床各部件正常工作時所產(chǎn)生的音頻進(jìn)行采集并存儲；

S2：特征音頻采集：通過聲音采集器再次對產(chǎn)生雜音后機床工作過程中所產(chǎn)生的音頻進(jìn)行采集及存儲，并進(jìn)行警示；

S3：數(shù)據(jù)處理：對步驟S1所采集的固定音頻以及步驟S2所采集的特征音頻進(jìn)行信號轉(zhuǎn)化，并通過對比找出雜音所代表的特征音頻；

S4：故障分析：對雜音所代表的特征音頻進(jìn)行分析，從而找出產(chǎn)生雜音的部件；

S5：數(shù)據(jù)存儲及顯示：將雜音所代表的特征音頻以及其所對應(yīng)的部件進(jìn)行存儲，并將分析后的結(jié)果進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步：所述步驟S1以及所述步驟S2中的聲音采集器為麥克風(fēng)，所述的麥克風(fēng)可拆卸地安裝在機床內(nèi)部，所述機床的內(nèi)部安裝有一個或一個以上的麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)的聲音信號采集范圍為40hz-20khz。

又進(jìn)一步：所述的麥克風(fēng)設(shè)置在喇叭形罩體內(nèi)，所述喇叭形罩體內(nèi)設(shè)置有用于安裝麥克風(fēng)的卡扣結(jié)構(gòu)，所述喇叭形罩體內(nèi)開設(shè)有用于麥克風(fēng)信號傳送線穿過的通孔，所述的喇叭形罩體通過磁鐵可拆卸地連接在安裝架上，所述的安裝架通過螺栓可拆卸地連接在機床內(nèi)部。

又進(jìn)一步：所述步驟S1、步驟S2以及步驟S5中的存儲是通過機床MC，筆記本電腦或者移動硬盤進(jìn)行存儲。

又進(jìn)一步：所述步驟S2中警示是通過喇叭及警示燈進(jìn)行警示。

又進(jìn)一步：所述步驟S3中的信號轉(zhuǎn)化具體包括以下步驟：

A1：數(shù)字信號轉(zhuǎn)化：通過數(shù)字信號處理技術(shù)將音頻數(shù)據(jù)所代表的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；