侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法技术

一种侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法，工具机包含线性滑轨及设置于线性滑轨上的工作载台，工作载台上设置有多个振动传感器，该方法包含以下步骤：每一个振动传感器在第一时点产生一个第一振动信号；根据至少一个相关于工作载台的理论模态振型与所述第一振动信号计算出至少一个相关于工作载台的第一自然频率；每一个振动传感器在第二时点产生一个第二振动信号；根据至少一个理论模态振型与所述第二振动信号计算出至少一个相关于工作载台的第二自然频率；及根据该至少一个第一自然频率与该至少一个第二自然频率判断线性滑轨的预压值变化。借此，可以不需从工具机上拆卸线性滑轨即可有效地侦测出线性滑轨的预压值的变化。

Method for detecting the change of preload value of linear slide rail for detecting machine tool

A method for detecting the change of the prepressure value of a linear slide rail in a tool machine. A tool machine includes a linear slide rail and a work carrier set on a linear slide. There are several vibration sensors on the working platform. The method includes the following steps: each vibration sensor produces a first vibration signal at the first point; at least, a vibration sensor generates a first vibration signal at the first time point. One phase of the theoretical mode of vibration of the working platform and the first vibration signal calculated at least one phase about the first natural frequency of the working platform; each vibration sensor produces a second vibration signal at second point of time; at least one of the theoretical modes of vibration is calculated with at least one of the second vibration signals. The second natural frequency of the working platform is measured, and the change of the prepressure value of the linear rails is judged according to at least one first natural frequency and at least one second natural frequency. Therefore, it is possible to detect the change of the preload value of the linear slide rail without removing the linear slide rail from the machine tool.

【技术实现步骤摘要】
侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法
本专利技术涉及一种侦测线性滑轨预压值变化的方法，特别是涉及一种侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法。
技术介绍
工具机的线性滑轨在出厂时即对应有一个预压值，一般来说，线性滑轨的预压值会随着线性滑轨的使用损耗而渐渐变小；而当预压值下降到不符使用需求时，则需汰换线性滑轨。目前来说，若要量测线性滑轨的预压值，需先将线性滑轨从工具机上拆卸下来，再利用量测工具测得预压值的大小；因此，若要通过实际量测线性滑轨的预压值来观察其变化，需一再地在工具机上装卸线性滑轨，相当地不便与耗时。
技术实现思路
本专利技术之目的在于提供一种不需从工具机上拆卸线性滑轨即可实施的侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法。本专利技术的侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法由多个振动传感器及一个计算模块实施。该工具机包含至少一个线性滑轨及一个设置于该至少一个线性滑轨上的工作载台，所述振动传感器设置于该工作载台。该侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法包含一个步骤(a)、一个步骤(b)、一个步骤(c)、一个步骤(d)，及一个步骤(e)。该步骤(a)是每一个振动传感器在一个第一时点感测该工作载台的振动而产生一个对应该第一时点的第一振动信号。该步骤(b)是该计算模块根据至少一个相关于该工作载台的理论模态振型与所述第一振动信号计算出至少一个相关于该工作载台的第一自然频率。该步骤(c)是每一个振动传感器在一个第二时点感测该工作载台的振动而产生一个对应该第二时点的第二振动信号。该步骤(d)是该计算模块根据该至少一个理论模态振型与所述第二振动信号计算出至少一个相关于该工作载台的第二自然频率。该步骤(e)是该计算模块根据该至少一个第一自然频率与该至少一个第二自然频率判断该至少一个线性滑轨的预压值变化。本专利技术的侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法，在该步骤(b)，该计算模块利用一个操作模态分析法根据所述第一振动信号计算出相关于该工作载台的多个自然频率与多个分别对应所述自然频率的操作模态振型，并根据每一个操作模态振型与每一个理论模态振型的相似程度从所述自然频率中选出该至少一个第一自然频率，且在该步骤(d)，该计算模块利用该操作模态分析法根据所述第二振动信号计算出相关于该工作载台的多个自然频率与多个分别对应所述自然频率的操作模态振型，并根据每一个操作模态振型与每一个理论模态振型的相似程度从所述自然频率中选出该至少一个第二自然频率。本专利技术的侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法，在该步骤(b)，该计算模块从所述自然频率中选出一个第一自然频率，该第一自然频率所对应的操作模态振型所对应的相似程度为所述相似程度中的最大者，且在该步骤(d)，该计算模块从所述自然频率中选出一个第二自然频率，该第二自然频率所对应的操作模态振型所对应的相似程度为所述相似程度中的最大者。本专利技术的侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法，在该步骤(b)与该步骤(d)，该操作模态振型与该理论模态振型的相似程度对应该操作模态振型与该理论模态振型的一个模态确认指标值。本专利技术的侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法，在该步骤(e)，当该第二自然频率小于该第一自然频率时，该计算模块判定该至少一个线性滑轨的预压值变小。本专利技术的侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法，在该步骤(b)，该计算模块计算出一个第一自然频率，在该步骤(d)，该计算模块计算出一个第二自然频率，且在该步骤(e)，当该第二自然频率小于该第一自然频率时，该计算模块判定该线性滑轨的预压值变小。本专利技术的侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法，在该步骤(e)，该至少一个线性滑轨的预压值的下降比率为由该第一自然频率下降至该第二自然频率的下降比率。本专利技术的有益效果在于：不需从工具机上拆卸线性滑轨即可有效地侦测出线性滑轨的预压值的变化。附图说明本专利技术的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：图1是一个俯视示意图，说明一个工具机与将多个振动传感器设置于该工具机的一个工作载台的态样；图2是一个流程图，说明本专利技术侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法的一个实施方式；及图3是一个示意图，说明利用奇异值σ2(k)的倒数的曲线求取相关于该工作载台的自然频率。具体实施方式在本专利技术被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。参阅图1，本专利技术侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法由多个振动传感器1及一个电连接所述振动传感器1的计算模块(图未示)实施。该工具机2为一个现有的工具机，并包含一个马达21与一个进给单元22。该进给单元22包括一个连接该马达21的螺杆221、多个枢接该螺杆221的轴承222、二个线性滑轨223，及一个设置于所述线性滑轨223上的工作载台224，且该二个线性滑轨223均具有相同的一个初始预压值。所述振动传感器1设置于该工作载台224，并用于感测该工作载台224的振动；在此以三个振动传感器来说明，但并不限于此，振动传感器的个数只要是复数即可。该计算模块包含一个具有一般计算功能的计算机。参阅图2，以下详述本专利技术侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法的一个实施方式。首先，在步骤31，该马达21在一个第一时点激振(excite)该进给单元22而使该工作载台224振动；每一个振动传感器1感测该工作载台224的振动而产生一个对应该第一时点的第一振动信号。虽然在此是利用该工具机2本身所具有的该马达21来激振该进给单元22，但可不限于此；在另一个实施方式中，也可利用一个外部的激振器(vibrationexciter)来激振该进给单元22而使该工作载台224振动。接着，在步骤32，该计算模块利用一个现有的操作模态分析法(operationalmodalanalysis,OMA)根据所述第一振动信号计算出相关于该工作载台224的多个自然频率(naturalfrequency)与多个分别对应所述自然频率的操作模态振型(operationalmodeshape)。该操作模态分析法为本专利技术所属
的具有通常知识者所熟悉，然而，为了便于说明本专利技术的
技术实现思路
，以下简述之。令所述振动传感器1所感测到的所述第一振动信号所分别对应的频域信号为X1(k)、X2(k)，及X3(k)，其中k表示频率。接着，根据所述频域信号产生对应该工作载台224的多个位移传递率T12(k)、T13(k)、T23(k)(displacementtransmissibility)，其中且函数G为功率频谱密度函数(powerspectrumdensityfunction)。接着，对于每一个频率k，针对矩阵[T(k)]＝[T12(k),T13(k),T23(k),1]T进行奇异值分解(singularvaluedecomposition)，即[T(k)]＝[U(k)][Σ(k)][V(k)]T，其中奇异值矩阵且σ1(k)≥σ2(k)≥…≥σn(k)。对于每一个频率k，均可计算出一个对应的奇异值σ2(k)，而所有σ2(k)的倒数，也就是所有的1/σ2(k)，所形成的曲线中的每一个峰值所对应的频率即为一个自然频率，而该自然频率所对应的操作模态振型也就是该自然频率对应的奇异值在奇异值分解过程中所对应的特征向量(eigenvector)。例如，参阅图3，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法，由多个振动传感器及一个计算模块实施，该工具机包含至少一个线性滑轨及一个设置于该至少一个线性滑轨上的工作载台，所述振动传感器设置于该工作载台，其特征在于：该侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法包含以下步骤：(a)每一个振动传感器在一个第一时点感测该工作载台的振动而产生一个对应该第一时点的第一振动信号；(b)该计算模块根据至少一个相关于该工作载台的理论模态振型与所述第一振动信号计算出至少一个相关于该工作载台的第一自然频率；(c)每一个振动传感器在一个第二时点感测该工作载台的振动而产生一个对应该第二时点的第二振动信号；(d)该计算模块根据该至少一个理论模态振型与所述第二振动信号计算出至少一个相关于该工作载台的第二自然频率；及(e)该计算模块根据该至少一个第一自然频率与该至少一个第二自然频率判断该至少一个线性滑轨的预压值变化。

【技术特征摘要】
1.一种侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法，由多个振动传感器及一个计算模块实施，该工具机包含至少一个线性滑轨及一个设置于该至少一个线性滑轨上的工作载台，所述振动传感器设置于该工作载台，其特征在于：该侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法包含以下步骤：(a)每一个振动传感器在一个第一时点感测该工作载台的振动而产生一个对应该第一时点的第一振动信号；(b)该计算模块根据至少一个相关于该工作载台的理论模态振型与所述第一振动信号计算出至少一个相关于该工作载台的第一自然频率；(c)每一个振动传感器在一个第二时点感测该工作载台的振动而产生一个对应该第二时点的第二振动信号；(d)该计算模块根据该至少一个理论模态振型与所述第二振动信号计算出至少一个相关于该工作载台的第二自然频率；及(e)该计算模块根据该至少一个第一自然频率与该至少一个第二自然频率判断该至少一个线性滑轨的预压值变化。2.根据权利要求1所述的侦测工具机的线性滑轨预压值变化的方法，其特征在于：在该步骤(b)，该计算模块利用一个操作模态分析法根据所述第一振动信号计算出相关于该工作载台的多个自然频率与多个分别对应所述自然频率的操作模态振型，并根据每一个操作模态振型与每一个理论模态振型的相似程度从所述自然频率中选出该至少一个第一自然频率，且在该步骤(d)，该计算模块利用该操作模态分析法根据所述第二振动信号计算出相关于该工作载台的多个自然频率与多个分别对应所述自然频率的操作模态振型，并根据每一个操作模态振...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志钧，蔡秉均，程文男，郭育昕，郑尹俊，郑锡勋，余冠德，
申请(专利权)人：上银科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71