[发明专利]一种数控机床主轴状态在线实时监测分析方法

权利要求书

1.一种数控机床主轴状态在线实时监测分析方法，包括以下步骤：

a、进行在线实时监测系统参数设置，在状态监测分析装置与三向振动传感器、电感式接近开关、电流传感器和温度传感器进行联机调试时，将三向振动传感器、电感式接近开关、电流传感器和温度传感器采集到的各状态信号与常规仪器实际测量结果进行对比分析，通过设置在线实时监测系统参数对主轴状态监测数据进行修正，使状态监测分析装置显示输出的状态结果与实际一致；

b、通过在线实时监测系统中的三向振动传感器、电感式接近开关、电流传感器和温度传感器分别对机床主轴状态信息进行测试并收集；

c、三向振动传感器和电感式接近开关将信号直接传输至状态监测分析装置，电流传感器和温度传感器将信号先输入至多通道信号采集器，经数字化处理后，再通过网线将信号数据传输至状态监测分析装置；

d、主轴状态监测数据自动存储到状态监测分析装置的硬盘里，同时在液晶触摸屏上实时显示监测的状态信号数据和波形，并通过状态分析数据库对比，完成主轴状态监测数据分析；

所述步骤d中，主轴状态监测数据分析具体是指通过主轴热变形数学模型计算得到主轴热变形数据，通过主轴振动和转速信号得到主轴振动频谱，通过与状态分析数据库的数据进行对比分析，得出主轴状态分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床主轴状态在线实时监测分析方法，其特征在于：还包括状态分析结果输出，具体是指生成主轴状态检测分析报告、报告的存储管理、打印和远距离传输。

3.根据权利要求1所述的一种数控机床主轴状态在线实时监测分析方法，其特征在于：所述步骤c中，数字化处理具体是指状态信号输入后，首先经过A/D转换和数字滤波，排除电磁干扰信号，再提取出正确的主轴状态信号数据。

4.根据权利要求1所述的一种数控机床主轴状态在线实时监测分析方法，其特征在于：所述步骤d中，状态分析数据库具体是指经过试验收集机床主轴在各种不同的工作状态下，对主轴运行的可靠性和零件加工精度的影响，建立对应的主轴状态分析数据库。

5.根据权利要求4所述的一种数控机床主轴状态在线实时监测分析方法，其特征在于：所述状态分析数据库包括主轴转速数据、振动频谱数据、温度数据、热变形数据和主轴电机电流数据。

6.根据权利要求1所述的一种数控机床主轴状态在线实时监测分析方法，其特征在于：所述主轴热变形数学模型具体是指通过主轴温升热变形试验，利用多元线性回归法建立温度传感器温升与主轴热变形之间的数学模型。

7.根据权利要求1所述的一种数控机床主轴状态在线实时监测分析方法，其特征在于：所述在线实时监测系统包括状态监测分析装置、与状态监测分析装置电连接的三向振动传感器、电感式接近开关、电流传感器、温度传感器和多通道信号采集器，三向振动传感器安装在主轴前端外壳的前轴承处，用于监测主轴的振动信号；电感式接近开关安装在主轴后端，用于监测主轴转速；主轴外壳前轴承处、后轴承处、主轴箱顶部、机床立柱中部和机床底座上各安装一个温度传感器，用于监测主轴的温度；电流传感器为三个，用于监测主轴驱动电机各相的电流值；多通道信号采集器，用于采集电流传感器监测的主轴驱动电机各相的电流值和温度传感器监测的主轴温度；状态监测分析装置，用于对主轴的热变形进行分析计算和主轴振动的频谱分析。

8.根据权利要求7所述的一种数控机床主轴状态在线实时监测分析方法，其特征在于：所述状态监测分析装置包括工控机、信号接口板和液晶触摸显示器，信号接口板和液晶触摸显示器分别与工控机电连接。