[发明专利]一种智能主轴的轴承故障检测方法以及系统

说明书

本发明公开了一种智能主轴的轴承故障检测方法及系统，能够检测轴承在振动过程中的偏转。该系统包括：两第一微型激光测振传感器、一信号处理单元以及一偏转判断单元。智能主轴的轴承座上侧设有两沿智能主轴轴向设置的测点，每一测点正上方设置第一折射单元，两第一微型激光测振传感器发出的激光被第一折射单元折射到被测轴承的外圈表面，再被反射回第一微型激光测振传感器。该方法包括：通过两第一微型激光测振传感器根据各自接收的反射光输出相应的振动信号，然后由信号处理单元根据振动信号计算两第一微型激光测振传感器对应测点的振动速度和振动位移，最后由偏转判断单元根据两第一微型激光测振传感器的振动位移，判断被测轴承是否偏转。

技术领域

本发明涉及主轴振动检测诊断的技术领域，尤其涉及一种智能主轴的轴承故障检测方法以及系统。

背景技术

智能主轴的加工状态检测一直是智能主轴的研究重点，通过在主轴单元上布置传感器以获取振动、温度、转矩、切削力等运行状态信息，以此实现对主轴单元的状态监测、故障诊断以及性能评估。

主轴故障的主要部件及原因包括轴承损伤、换刀机构失效和旋转接头泄露等。经德国GMN公司对200多个主轴系统故障案例的调查研究发现，40%以上的主轴故障都与滚动轴承失效有关，是引起主轴故障的主要因素，因此，对主轴轴承的检测诊断是极为重要的。主轴轴承损伤会引起主轴的的强迫振动，影响主轴的运行精度和寿命。目前，对主轴轴承监测诊断研究主要振动信号、声音信号等，再结合现代信号处理方法，提取特征，决策诊断。

现有基于振动信号对主轴轴承的监测诊断方法通常是通过在轴承座上设置加速度传感器，加速度传感器感测端与轴承外圈接触以感知轴承的振动。这种测振方法只能用于监测轴承的在轴承径向平面内的振动，若轴承在振动过程中发生偏转，会导致轴承测点的位置发生改变，给测振带来误差。而目前还没有针对轴承偏转的故障检测方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提供一种智能主轴的轴承故障检测方法及系统，以检测轴承在振动过程中的偏转。

为实现上述目的，本发明提出的智能主轴的轴承故障检测系统，包括：

两第一微型激光测振传感器，智能主轴的轴承座上侧设有两沿智能主轴轴向设置的测点，每一测点正上方设置第一折射单元，两第一微型激光测振传感器发出的激光被各自对应的第一折射单元折射到被测轴承的外圈表面，再被被测轴承的外圈表面激光反射回第一微型激光测振传感器，两第一微型激光测振传感器根据各自接收的反射光输出相应的振动信号；

信号处理单元，用于根据振动信号计算两所述第一微型激光测振传感器对应测点的振动速度和振动位移；

偏转判断单元，用于根据两所述第一微型激光测振传感器的振动位移，判断被测轴承是否偏转。

可选地，还包括：

报警单元，当两所述第一微型激光测振传感器的振动位移偏差过大时，发出故障报警。

可选地，两所述第一微型激光测振传感器沿智能主轴的轴向或径向设置。

可选地，所述第一微型激光测振传感器通过第一二维微动台安装固定。

可选地，所述第一微型激光测振传感器采用的是舜宇的微型激光测振传感器LV-M100。

可选地，还包括：

两第二微型激光测振传感器，智能主轴的轴承座左侧或右侧设有两沿智能主轴轴向设置的测点，每一测点正上方设置第二折射单元，两第二微型激光测振传感器发出的激光被各自对应的第二折射单元折射到被测轴承的外圈表面，再被被测轴承的外圈表面激光反射回第二微型激光测振传感器，两第二微型激光测振传感器根据各自接收的反射光输出相应的振动信号。

基于上述系统，本发明还提出一种智能主轴的轴承故障检测方法，包括如下步骤：