[发明专利]用于数控机床运行状态的智能监测系统

权利要求书

1.一种用于数控机床运行状态的智能监测系统，其特征在于，包括：

信号采集模块，其包括设置于数控机床出料口处的用以对机床加工完成的零件的厚度进行检测的厚度传感器和设置于数控机床对应部件用以对数控机床对应部件的振动强度和振动频率进行检测的若干振动传感器；

信号传输模块，其与所述信号采集模块相连，用以将信号采集模块采集到的机床特征信号输送至对应位置；

分析显示模块，其与所述信号传输模块相连，用以将信号传输模块输出的单位周期内的连续振动信号转化为正弦函数图像或余弦函数图像形状的波形图像，并根据所述波形图像分析计算得到单位周期内的机床部件平均共振时长；

中控模块，其分别与所述信号采集模块、所述信号传输模块以及所述分析显示模块相连，用以根据单位周期内加工完成的零件平均厚度偏差量将机床主轴电机转速调降至第一对应转速，以及，根据机床的实际运行功率将主轴电机转速二次调节至第二对应转速，以及，根据所述机床部件平均共振时长将主轴标准延伸长度调节至对应延伸长度，以及，根据单位周期内刀头的偏移次数将下一周期的刀头位移出现偏差时间段内的伺服电机补偿转速调节至对应值；

所述中控模块根据单位周期内加工完成的零件平均厚度偏差量确定机床运行稳定性是否在允许范围内的三类判定方式，其中，

第一类判定方式为，所述中控模块在预设第一平均厚度偏差量条件下判定机床运行稳定性在允许范围内；

第二类判定方式为，所述中控模块在预设第二平均厚度偏差量条件下判定机床运行稳定性低于允许范围，通过计算零件平均厚度偏差量与预设第一厚度偏差量的差值将机床主轴电机转速调节至对应主轴电机转速；

第三类判定方式为，所述中控模块在预设第三平均厚度偏差量条件下判定机床运行稳定性低于允许范围，初步判定机床磨损程度超出允许范围，并根据机床部件平均共振时长对机床磨损程度是否在允许范围内进行二次判定；

其中，所述预设第一平均厚度偏差量条件为，零件平均厚度偏差量小于等于预设第一厚度偏差量；所述预设第二平均厚度偏差量条件为，零件平均厚度偏差量大于预设第一厚度偏差量且小于等于预设第二厚度偏差量；所述预设第三平均厚度偏差量条件为，零件平均厚度偏差量大于预设第二厚度偏差量；所述预设第一厚度偏差量小于预设第二厚度偏差量；

所述零件平均厚度偏差量的计算公式为：，

其中，Dc为零件平均厚度偏差量，dm为标准零件厚度，dn为单位周期的第n个零件的厚度，n为单位周期内机床输出的零件总数量，n为大于等于1的自然数；

所述中控模块在预设第二平均厚度偏差量条件下根据零件平均厚度偏差量与预设第一厚度偏差量的差值确定针对机床主轴电机转速的三类调节方式，其中，

第一类调节方式为，所述中控模块在预设第一平均厚度偏差量差值条件下将所述机床主轴电机转速调节至主轴电机标准转速；

第二类调节方式为，所述中控模块在预设第二平均厚度偏差量差值条件下使用预设第二主轴电机转速调节系数将所述机床主轴电机转速调节至第一转速；

第三类调节方式为，所述中控模块在预设第三平均厚度偏差量差值条件下使用预设第一主轴电机转速调节系数将所述机床主轴电机转速调节至第二转速；

其中，所述预设第一平均厚度偏差量差值条件为，零件平均厚度偏差量小于等于预设第一厚度偏差量差值；所述预设第二平均厚度偏差量差值条件为，零件平均厚度偏差量大于预设第一厚度偏差量差值且小于等于预设第二厚度偏差量差值；所述预设第三平均厚度偏差量差值条件为，零件平均厚度偏差量大于预设第二厚度偏差量差值；所述预设第一厚度偏差量差值小于所述预设第二厚度偏差量差值，所述预设第一主轴电机转速调节系数小于所述预设第二主轴电机转速调节系数；

所述中控模块在预设第三平均厚度偏差量条件下根据所述机床部件平均共振时长确定机床磨损程度是否在允许范围内的三类二次判定方式，其中，

第一类二次判定方式为，所述中控模块在预设第一共振时长条件下二次判定机床磨损程度在允许范围内；

第二类二次判定方式为，所述中控模块在预设第二共振时长条件下二次判定机床磨损程度超出允许范围，通过计算机床部件平均共振时长与预设第一平均共振时长的差值将主轴标准延伸长度调节至对应延伸长度；

第三类二次判定方式为，所述中控模块在预设第三共振时长条件下二次判定机床磨损程度超出允许范围，判定数控机床存在设备故障并发出针对数控机床的设备检修通知；

其中，所述预设第一共振时长条件为，机床部件平均共振时长小于等于预设第一平均共振时长；所述预设第二共振时长条件为，机床部件平均共振时长大于预设第一平均共振时长且小于等于预设第二平均共振时长；所述预设第三共振时长条件为，机床部件平均共振时长大于预设第二平均共振时长；所述预设第一平均共振时长小于所述预设第二平均共振时长。