一种数据控制机床健康监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种数据控制机床健康监测系统，涉及数控技术领域，包括：电源供电电路、信号采集电路、数控系统PLC接口、自组网电路、中央处理电路，所述电源供电电路、信号采集电路、数控系统PLC接口、自组网电路都与中央处理电路连接，所述电源供电电路与所述信号采集电路、自组网电路、中央处理电路连接。本实用新型专利技术优点在于利用无线传输方式对数控机床进行实时的故障诊断，检测到故障后发出故障预警，便于厂家在接收到信息后，快速定位故障，及时地进行维修，减少财产损失，实时性好。

A Data Control Machine Tool Health Monitoring System

【技术实现步骤摘要】
一种数据控制机床健康监测系统
本技术涉及数控
，更具体涉及一种数据控制机床健康监测系统。
技术介绍
数控机床是一种集机、电、液于一身的现代机电设备。数控技术本身的复杂性，工艺的多样性和加工零件的复杂性，使数控系统的规格多样性，性能差异较大，控制参数复杂，调试操作繁琐。因此，一旦数控机床发生故障，对其进行故障诊断和维修将是一项专业性极强的工作，很多时候必须依靠数控机床生产厂家的支持才能得到解决。这样将导致故障机床经常得不到及时的维修，延长了故障停机时间，降低了数控机床的生产效率。另一方面，这也增加了数控系统生产厂家技术人员的外出检修次数，增加了企业售后服务成本。因此，对于机床的健康监测是对机床进行故障诊断的基础，方便生产厂家快速确定故障位置和原因。随着计算机网络技术的飞速发展，以及制造行业中先进制造技术的广泛推广，很多企业已经建立了自己的制造信息化网络平台，实现了计算机和各种生产设备的联网。对于数控机床的健康监测，现有的技术大多采用有线数据采集系统配合高精度传感器来做数据采集，在PC端处理数据，获取设备的故障信息。比如德国QASS公司的在线工艺监测优化仪，应用在机加工无损检测上，利用声发射传感器采集机床刀具的磨损信号，传入计算机分析，最终获得刀具的磨损信息。另外对于机床的传动部件、转子以及轴承等，可以采用有线振动数据采集系统采集和分析振动信号，对这些零部件进行故障监测。机械故障振动监测系统市面上有很多公司都在研发生产。近年来，一些生产厂家试图通过无线通信方式将机床的监测数据上传至互联网，如技术专利(CN205750492U)所述的机床健康监测系统，为机床监测系统预留无线通信接口和USB接口。专利技术专利(CN108156216A)所述的机床实时监测系统及其收发模块，使用应用服务器或网页服务器，读取的参数供便携式数据处理机的应用程序或者网页浏览器使用或显示。但这些并没有具体的从硬件上将无线通信模块真正地与机床健康监测设备结合起来。有线的振动或声发射采集系统成本高，不易安装；机床健康监测数据停留在本地，没有接入互联网。一些传感器为监测系统预留了无线通信接口和USB接口，但没有真正地将无线通信模块结合到健康监测系统的传感器中。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于没有具体的从硬件上通过无线通信方式检监测数控机床的健康。本技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，具体技术方案如下：一种数据控制机床健康监测系统，电源供电电路、信号采集电路、数控系统PLC接口、自组网电路、中央处理电路，所述电源供电电路、信号采集电路、数控系统PLC接口、自组网电路都与中央处理电路连接，所述电源供电电路与所述信号采集电路、自组网电路、中央处理电路连接。更进一步地，所述中央处理电路包括通信处理电路或ARM处理电路。更进一步地，所述通信处理电路包括通信处理器、开关机电路、第一复位电路、SPI接口、USB接口、电平匹配电路、网络状态指示电路、第一天线、SIM卡接口，所述开关机电路、第一复位电路、SPI接口、USB接口、网络状态指示电路、第一天线、SIM卡接口都与所述通信处理器连接，所述信号采集电路与电平匹配电路连接，所述电平匹配电路与所述SPI接口连接。更进一地，所述开关机电路包括开关按键、第一NPN型三极管、第六十一电容C61，所述开关按键与第一NPN型三极管的基极连接，第一NPN型三极管的发射极接地，第一NPN三极管的集电极与通信处理器的第二十一引脚连接，第六十一电容C61的一端连接在第一NPN三极管的集电极与通信处理器的第二十一引脚连接线上，第六十一电容C61的另一端接地。更进一地，所述复位电路包括复位按键、第二NPN型三极管、第六十二电容C62，所述复位按键与第二NPN型三极管的基极连接，第二NPN型三极管的发射极接地，第二NPN三极管的集电极与通信处理器的第二十引脚连接，第六十二电容C62的一端连接在第二NPN三极管的集电极与通信处理器的第二十引脚连接线上，第六十二电容C62的另一端接地。更进一步地，所述网络状态指示包括第三NPN型三极管、第四十一电阻R41、第四二极管D4，第四NPN型三极管、第四十二电阻R42、第五二极管D5；通信处理器的第六引脚与第三NPN型三极管的基极连接，第三NPN型三极管的发射极接地，第三NPN三极管的集电极经过第四十一电阻R41与第四二极管D4的阴极连接，第四二极管D4的阳极连接第一线性稳压器的输出端；通信处理器的第五引脚与第四NPN型三极管的基极连接，第四NPN型三极管的发射极接地，第四NPN三极管的集电极经过第四十二电阻R42与第五二极管D5的阴极连接，第五二极管D5的阳极连接第一线性稳压器的输出端。更进一步地，所述ARM处理电路包括ARM处理器、存储器、第二复位电路，所述第二复位电路与所述ARM处理器连接，所述ARM处理器与所述存储器连接。更进一步地，所述电源供电电路包括直流电源、DC/DC转换电路、第一线性稳压器、第二线性稳压器、第三线性稳压器，所述直流电源与DC/DC转换电路连接，所述DC/DC转换电路与第一线性稳压器、第二线性稳压器、第三线性稳压器连接，第一线性稳压器与通信电路连接，第二线性稳压器与ARM处理电路、自组网电路连接，第二线性稳压器和第三线性稳压器与信号采集电路连接。更进一步地，所述信号采集电路包括声发射采集电路、加速度采集电路、温度传采集电路、电流采集电路，所述声发射采集电路、加速度采集电路、温度传采集电路、电流采集电路都与中央处理电路连接。更进一步地，所述声发射采集电路包括声发射传感器、第一信号放大电路、滤波电路、二选一模拟开关、第一信号转换电路、第一模数转换电路，且依次进行连接，第一模数转换电路的输出端与中央处理电路连接。更进一步地，所述第一信号放大电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1、第一运算放大器、第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2，所述声发射传感器经过第一电容C1与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第一运算放大器的同相端连接，第一二极管D1的一端连接在第一电阻R1的另一端与第一运算放大器的同相端连接线上，第二电容C2与第四电阻R4并联，第一运算放大器的输出端经过并联的第二电容C2与第四电阻R4连接到第一运算放大器的反相端，第三电阻R3的一端连接到运算放大器的反相端，第二电阻R2的另一端接地，第一二极管D1的对接的阳极、阴极分别连接第三线性稳压器、第二线性稳压器的输出端，第一运算放大器的输出端作为第一信号放大电路的输出端。更进一步地，所述滤波电路包括第七电阻R7、第八电阻R8、第八电容C8、第九电容C9、第二运算放大器、第十电容C10、第九电阻R9、第十一电容C11，所述第七电阻R7的一端、第十电容C10的一端作为滤波电路的输入端，所述第一信号放大电路的输出端经过第三电容C3与滤波电路的输入端连接，所述第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端、第八电容R8的一端连接，第八电阻R8的另一端与第二运算放大器的第一同相端连接，第九电容C9的一端连接在第八电阻R8的另一端与第二运算放大器的第一同相端连接线上，第八电容C8的另一端与第二运算放大器的第一反相端连接，第二运算放大器的第一输出端连接到第八电容C8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据控制机床健康监测系统，其特征在于，包括：电源供电电路、信号采集电路、数控系统PLC接口、自组网电路、中央处理电路，所述电源供电电路、信号采集电路、数控系统PLC接口、自组网电路都与中央处理电路连接，所述电源供电电路与所述信号采集电路、自组网电路、中央处理电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种数据控制机床健康监测系统，其特征在于，包括：电源供电电路、信号采集电路、数控系统PLC接口、自组网电路、中央处理电路，所述电源供电电路、信号采集电路、数控系统PLC接口、自组网电路都与中央处理电路连接，所述电源供电电路与所述信号采集电路、自组网电路、中央处理电路连接。2.根据权利要求1所述的一种数据控制机床健康监测系统，其特征在于，所述中央处理电路包括通信处理电路或ARM处理电路。3.根据权利要求2所述的一种数据控制机床健康监测系统，其特征在于，所述通信处理电路包括通信处理器、开关机电路、第一复位电路、SPI接口、USB接口、电平匹配电路、网络状态指示电路、第一天线、SIM卡接口，所述开关机电路、第一复位电路、SPI接口、USB接口、网络状态指示电路、第一天线、SIM卡接口都与所述通信处理器连接，所述信号采集电路与电平匹配电路连接，所述电平匹配电路与所述SPI接口连接。4.根据权利要求1所述的一种数据控制机床健康监测系统，其特征在于，所述信号采集电路包括声发射采集电路、加速度采集电路、温度传采集电路、电流采集电路，所述声发射采集电路、加速度采集电路、所述温度传采集电路、电流采集电路都中央处理电路连接。5.根据权利要求2所述的一种数据控制机床健康监测系统，其特征在于，所述ARM处理电路包括ARM处理器、存储器、第二复位电路，所述第二复位电路与所述ARM处理器连接，所述ARM处理器与所述存储器连接。6.根据权利要求2所述的一种数据控制机床健康监测系统，其特征在于，所述电源供电电路包括直流电源、DC/DC转换电路、第一线性稳压器、第二线性稳压器、第三线性稳压器，所述直流电源与DC/DC转换电路的输入端连接，所述DC/DC转换电路的输出端与第一线性稳压器的输入端、第二线性稳压器的输入端、第三线性稳压器的输入端连接，第一线性稳压器的输出端与通信处理电路连接，第二线性稳压器的输出端与ARM处理电路、自组网电路、信号采集电路连接，第三线性稳压器的输出端与信号采集电路连接。7.根据权利要求4所述的一种数据控制机床健康监测系统，其特征在于，所述声发射采集电路包括声发射传感器、第一信号放大电路、滤波电路、二选一模拟开关、第一信号转换电路、第一模数转换电路，且依次进行连接，第一信号转换电路、第一模数转换电路的输出端与中央处理电路连接。8.根据权利要求4所述的一种数据控制机床健康监测系统，其特征在于，所述加速度采集电路包括加速度传感器、第二信号放大电路、第二模数转换电路，且依次进行连接，所述第二模数转换电路的输出端与中央处理电路连接。9.根据权利要求1所述的一种数据控制机床健康监测系统，其特征在于，所述自组网电路包括自组网处理器、第三十五电容C35、第三十二电阻R32、第三十六电容C36、第三十七电容C37、第三十八电容C38、第一无源晶振Y1、第三十九电容C39、第四十电容C40、第四十二电容C42、第二无源晶振Y2、第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，石文斌，高卉，陈海祥，聂兰顺，杨松贵，
申请(专利权)人：苏芯物联技术南京有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32