[发明专利]一种立式加工中心运行特性检测与评估方法

摘要

本发明公开了一种立式加工中心运行特性检测与评估方法，包括固定于Y方向床身的激光尺RLD发射并接收经固定于Y向滑鞍上的反射镜反射的激光，从而检测机床Y方向的运动；固定于滑鞍的激光尺RLD发射并接收经固定于向工作台上的反射镜反射的激光，从而检测机床X方向的运动；固定于工作台上的加速度传感器，检测工作台沿路径运行过程中在X,Y,Z方向上的加速度信号，实现立式加工中心运行特性的检测；在检测过程中，将立式加工中心空载恒速全行程加速度信号分解为瞬时冲击信号与稳态信号，同时将立式加工中心运行速度分为高速、中速、低速三种速度，分别提取反映立式加工中心瞬态与稳态运动特性的特征指标，实现立式加工中心运行特性的量化评估。

主权项

1.一种立式加工中心运行特性检测与评估方法，其特征在于：该方法包括采用基于激光尺和三向加速度计对立式加工中心运行特性进行检测，将立式加工中心空载恒速全行程下的加速度信号分解为瞬态信号与稳态信号，分别提取反映立式加工中心瞬态与稳态性能的特征指标，实现立式加工中心运行特性评估，包括：步骤1，基于激光尺和三向加速度计对立式加工中心运行特性进行检测：S101，分别得到工作台沿X方向、Y方向的位置信号和工作台沿路径运行过程中在X、Y、Z方向上的振动信号；S102，立式加工中心的X、Y轴分别单方向运动，激光尺RLD发射并接收反射镜反射的激光信号，采集的信号经过电缆传输到数据采集装置；同时，固定于工作台上的三向加速度传感器检测X轴运行过程中在X,Y,Z方向上的振动信号A_XX(t_i)、A_YX(t_i)和A_ZX(t_i)；步骤2，通过步骤1得到的信号来对立式加工中心运行特性进行评估：S201，设定立式加工中心所允许空载运行速度的高速、中速和低速参数值；S202，利用多通道数据采集装置，获取立式加工中心某一进给轴在高、中、低三种速度下的空载恒速全行程往返过程中的位置信号和任意位置处在X,Y,Z三个方向上的加速度信号A_X(t_i)，A_Y(t_i)，A_Z(t_i)，其中t_i为采样时刻；S203，根据步骤1将该进给轴在运动过程中瞬态阶段的加速度信号作为瞬态信号，经过滤波处理、傅立叶变换后计算加速度信号幅值阈，确定瞬态信号幅值阈指标值，并将其作为立式加工中心瞬态阶段运行特性特征；S204，根据步骤1可确定该进给轴运动过程中稳态匀速运行阶段的开始时刻t_w1和结束时刻t_wn，n为稳态阶段采样点数，对所采集的工作台任意位置处的加速度信号A_X(t_i)，A_Y(t_i)，A_Z(t_i)，经过降噪滤波处理，傅立叶变换分析信号在位频下的变化规律，对低速和中速下降噪后的加速度信号进行低频带通滤波，对高速下降噪后的加速度信号进行低通滤波；S205，对滤波后的信号经过窗函数处理后，分别在时域内进行二重积分，在位置域内分别将低速、中速、高速下的信号进行数据融合，从而得到立式加工中心该进给轴在其运动方向上的稳态信号位移指标值，并以此作为立式加工中心稳态阶段运行特性特征；S206，对比不同立式加工中心的运行特性特征值，若瞬态阶段启停换向时的瞬态信号幅值阈指标值越小，表明该进给轴在其运动方向上的瞬态阶段运行特性越好；若数据融合后的稳态信号位移指标值越小，表明该进给轴在其运动方向上的稳态阶段运行特性越好。