[发明专利]一种基于物联网的CNC主轴状态监测与分析系统

说明书

本发明公开一种基于物联网的CNC主轴状态监测与分析系统，属于CNC的监测与分析技术领域。本发明解决了现有CNC主轴状态监测与分析系统获取的信息类型单一、信息量有限、对前端处理器性能要求过高的问题。一种基于物联网的CNC主轴状态监测与分析系统包括数据采集单元、智能控制单元、云系统平台。所述数据采集单元包括：加速度检测模块、电流检测模块、位移检测模块以及温度检测模块；所述智能控制单元包括智能微控制器和通信模块；所述云系统平台包括数据库模块、设备监测与分析模块。本发明可以提高CNC主轴状态的监测效率、显著提高系统的故障分析正确率，降低生产成本。

技术领域

本发明属于CNC的检修与维护技术领域，尤其涉及一种基于物联网的CNC主轴状态监测与分析系统。

背景技术

随着科学技术的发展以及制造工艺的提升，尤其是先进刀具的问世，极大的促进了机床性能的发展，机床的回转精度、静刚度、抗振性、热变形、低速运动平稳性等大幅提高。但与此同时，由于机床的高速精密主轴轴承经常在高温、高转速、高负荷等复杂工况下运行，

不可避免的会出现主轴的故障，导致机床不能正常完成生产任务，从而严重的影响生产效率。随着物联网时代的到来，给CNC主轴状态监测与分析带来了新的发展机遇。

传统的CNC主轴状态监测主要是以维护人员现场检测为主，这种方法效率低下，严重依赖维护人员的经验以及故障检测、诊断的能力，往往是主轴内部已产生了一定缺陷才能够发现问题，不能够提早及时发现设备存在的问题，而且维修时间较长，严重制约工厂的产出效率，增加生产成本。另外，还有一些基于物联网的CNC主轴状态监测与分析系统，这些系统往往采用以计算机为分析核心，采用有线通信方式，存在单一传感器获取的信息类型单一、信息量有限、抗干扰能力较低等缺陷，不适合于恶劣的车间环境，无法深度挖掘数据信息。

发明内容

针对现有CNC主轴状态监测与分析系统存在的问题，本发明提供一种基于物联网的CNC主轴状态监测与分析系统，通过数据采集CNC主轴工作状态时的多个传感器数据，利用无线传输的方式上传至云系统平台，不仅能够将数据存储于服务器中，方便设备维护人员随时查询，而且可以利用数据分析服务器完成对CNC主轴状态的分析，生成设备运行状态的分析报告。

本发明采用以下技术方案实现。

一种基于物联网的CNC主轴状态监测与分析系统包括：数据采集单元、智能控制单元、云系统平台。

所述的数据采集单元包含加速度检测模块、电流检测模块、位移检测模块以及温度检测模块四个模块，加速度检测模块用来检测主轴的加速度信息，包括1个加速度传感器和1个加速度信号处理电路组成，加速度传感器通过加速度信号处理电路与智能微控制器相连；电流检测模块用来采集主轴工作时的电流数据，包括1个电流传感器和1个电流信号处理电路组成，电流传感器通过电流信号处理电路与智能微控制器相连；位移检测模块用来采集主轴工作时的振动相位信息，包括1个位移传感器和1个位移信号处理电路组成，位移传感器通过位移信号处理电路与智能微控制器相连；温度检测模块用来检测主轴的温度，包括1个温度传感器和1个温度信号处理电路组成，温度传感器通过温度信号处理电路与智能微控制器相连。

所述的智能控制单元包括智能微控制器和通信模块，智能微控制器用于控制数据采集模块实现数据采集，通信模块用来将采集的数据信息通过wifi通信的方式上传至云系统平台，智能微控制器通过通信模块与云系统平台相连。

所述的云系统平台包括数据库模块、设备监测与分析模块。数据库模块包含数据存储服务器和计算机，不仅能够将数据检测设备采集的CNC主轴实时加工状态下的加速度数据、电流数据、位移数据、温度数据以及振动数据储存在数据库模块中，而且能够利于设备维护人员随时查询数据库中的CNC运行历史数据，根据对历史数据的分析得到CNC主轴的运行状况；设备监测与分析模块包含数据分析服务器，用于对采集数据的分析处理，实时监测分析CNC主轴运行状态，生成设备运行状态的分析报告。