[发明专利]一种数控机床状态评估新方法

说明书

本发明公开了一种数控机床状态评估新方法，整体监控数控机床的运行能量，若总能量异常，则分别考察各传动轴系统能量，进而识别出异常所在的范围；利用振动测试仪对机床关键部位进行振动信号检查，进一步识别出机床异常状态，从而实现对数控机床状态的可靠性评估。本发明通过对数控机床能量的监控实现报警，并对能量解析后定位得到异常的范围，进一步通过振动信号的监测实现精确定位异常位置，从而得到精确可靠的数控机床评估。

技术领域

本发明属于数控机床评估的技术领域，具体涉及一种数控机床状态评估新方法。

背景技术

目前，数控机床的一种发展趋势是朝着大型化、高速化、高精度化的方向发展。在复杂的生产制造环境中，数控机床各个部件的性能随着高强度的加工而逐渐退化，导致数控机床发生故障。大型数控机床属于高价值设备，如果因故障导致停工，不仅影响零件的准时交付，而且严重浪费各种生产资源。为节省维护费用，提高科学管理水平，对于大型数控机床仅做事后维修已经远远不能满足现代先进制造企业的需求，迫切需要对数控机床故障进行预警。

现有技术中，周玉清等提出了一种基于光栅尺、编码器、伺服进给电机电流等内置传感器的机床状态监测方法，进行了多种工况下的恒速、润滑特性测试，试验结果验证了内置传感器信息被用于机床故障诊断方法的可行性。然而，此方法采用只关注数控系统内部传感器的信息，但数控机床内部很多关键部件没有传感器的反馈，所以，此方法只是对数控机床整体进行简单的评估，且不够系统。

张龙等提出了一种基于时间编码信息处理与识别(TESPAR)的设备性能退化评估方法，并将其运用于滚动轴承不同故障程度实验与全寿命实验。此方法的局限性在于只关注轴承的监控，并且此方法必须实现将采集数据与多种轴承故障之间的进行对比，而生产实际中，不可能将完好的轴承进行故障试验。所以，此方法很难进行工程化应用。

数控机床的故障预警，仅从已有征兆推理出故障远远不够，要实现故障预警为设备长期保养和维修提供依据，必须具备从机床实时或检测的数据中预先诊断关键部件状态的能力，并且采用的方法必须方便实用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控机床状态评估新方法，本发明通过对数控机床能量的监控实现报警，并对能量解析后定位得到异常的范围，进一步通过振动信号的监测实现精确定位异常位置，从而得到精确可靠的数控机床评估。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种数控机床状态评估新方法，整体监控数控机床的运行能量，若总能量异常，则分别考察各传动轴系统能量，进而识别出异常所在的范围；利用振动测试仪对机床关键部位进行振动信号检查，进一步识别出机床异常状态，从而实现对数控机床状态的可靠性评估。

为了更好地实现本发明，进一步的，将采集的数据与历史数据进行对比以评价机床性能的变化；若设备整体能量特征发生异常，针对异常情况，结合传感器整体监控技术，单独分析各个直线轴和旋转轴子传动系统以及主轴的能量特征，精确定位预测出现故障或者导致机床性能下降的子传动系统或者部件，实现机床故障的提前预警。

为了更好地实现本发明，进一步的，采集数据时，每个传动轴单独运行，运动覆盖整个行程，并循环运行三次，保证采集的可靠性；运行速度或主轴转速等于每台机床常用的加工参数，保证采集信息接近加工状态。

为了更好地实现本发明，进一步的，系统开始记录机床主轴及各传动轴的功率、电流、温度的能量数据，保存数据并自动分析，获得总能量及各轴的分能量的均值、方差关键指标；最终实现数控机床内部的总能量及各传动系统分能量的监控系统，当总能量异常，分解到各传动系统的能量监控。

为了更好地实现本发明，进一步的，采集主轴、各传动系统的功率、电流、温度，并分析处理获取数控机床内部主轴、各传动系统的功率总和、电流总和、温度总和。