[发明专利]一种具有故障诊断与预警功能的数控机床

说明书

本发明涉及一种具有故障诊断与预警功能的数控机床，解决的是刀头磨损度采集不精确的技术问题，通过采用包括数控机床本体、用于感知数控机床运行状态的感知模块和数控装置；所述数控机床本体包括机床身、变速齿轮箱和数控控制器；所述感知模块包括用于感知刀件和加工件距离的位置传感器，用于检测刀具磨损量的刀具磨损检测单元；所述数控装置包括依据感知模块数据进行故障诊断的诊断单元，用于根据诊断单元诊断结果进行故障预警的故障预警模块；所述刀具磨损检测单元包括分别位于刀具对称两侧的平行光源和光接收单元，光接收单元连接有光域分析单元的技术方案，较好的解决了该问题，可用于数控机床技术中。

技术领域

本发明涉及数控机床领域，具体涉及一种具有故障诊断与预警功能的数控机床。

背景技术

数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。

现有的数控机床的诊断与告警技术中，对于刀头的磨损检测主要采用视频监控技术实现的，精确低。本发明提供一种具有故障诊断与预警功能的数控机床，实现了刀头磨损数据的高精度度采集。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的刀头磨损度采集不精确的技术问题。提供一种新的具有故障诊断与预警功能的数控机床，该具有故障诊断与预警功能的数控机床具有诊断数据采集精准的特点。

为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

一种具有故障诊断与预警功能的数控机床，所述数控机床包括数控机床本体、用于感知数控机床运行状态的感知模块和数控装置；所述数控机床本体包括机床身、变速齿轮箱和数控控制器；

所述感知模块包括用于感知刀件和加工件距离的位置传感器，用于检测刀具磨损量的刀具磨损检测单元；

所述数控装置包括依据感知模块数据进行故障诊断的诊断单元，用于根据诊断单元诊断结果进行故障预警的故障预警模块；

所述刀具磨损检测单元包括分别位于刀具对称两侧的平行光源和光接收单元，光接收单元连接有光域分析单元。

本发明的工作原理：本发明利用强光下的曝光原理，采用平行光照射刀具，在另一侧采集曝光图像，对刀具的实时形状进行采集，并通过光域分析单元出计算刀具的实时磨损参数；计算方法是采用时序图像的前后图像差值计算，计算出磨损达到阀值的刀头；并分析告警。

上述方案中，为优化，进一步地，所述光接收单元包括曝光模块，曝光模块输出曝光图像到光域分析单元；光域分析单元包括图像误差处理单元，图像分析单元；所述图像误差处理单元用于对曝光模块输出的黑白曝光图像进行误差面积的去除，得到精确面积图像；

所述图像分析单元用于对精确面积图像进行黑色图像采集、计算和建模分析，得到出刀具的实时形状，检测出刀具的磨损实时状态。

进一步地，所述图像误差处理单元包括图像融合处理程序，图像融合处理程序包括：

步骤1，将接收到的黑白曝光图像进行曝光度调整，并按照曝光度进行排序，得到曝光序列图像集

步骤2，采用三尺度图像分解方法分解曝光序列图像集中的图像，分别得到各个图像的图像底基础层，图像中间层及图像高细节层；首先分解出底基础层用图像减去底基础层得出图像中间层用图像减去图像中间层得出高细节层