故障检测方法、系统、计算机可读存储介质及数控机床技术方案

本发明专利技术提供一种故障检测方法、系统、计算机可读存储介质及数控机床，应用于数控机床，用于检测数控机床的主轴及进给轴；所述故障检测方法包括：生成所述数控机床的运行程序；在所述数控机床进入运行状态后，采集所述主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据；根据主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据，进行主轴和进给轴的故障分析。本发明专利技术通过采集并分析主轴转动时进给轴速度波动来对主轴及进给轴进行精准故障诊断，以便及时发现设备故障，且无需增加检测成本，便于现场实施。便于现场实施。便于现场实施。

【技术实现步骤摘要】
故障检测方法、系统、计算机可读存储介质及数控机床


[0001]本专利技术属于数控机床检测和信号处理领域，涉及一种检测方法和系统，特别是涉及一种故障检测方法、系统、计算机可读存储介质及数控机床。

技术介绍

[0002]目前对数控机床或其他数控设备的机械传动部件故障检测，通常需要使用外部检测设备，如振动传感器及其分析设备等，相关设备成本较高，现场实施困难。通常情况下，由于成本原因，数控机床或其他数控设备的使用者不会专门购买相关检测设备。使用传统机械检测方法通常要对机械进行拆卸，现场实施困难。现场对主轴及进给轴的故障判断多依靠经验，在出现较严重加工问题时才能发现问题，这时通常关键部件已经损坏，难以维修。
[0003]因此，如何提供一种故障检测方法、系统、计算机可读存储介质及数控机床，以解决现有技术对主轴及进给轴的故障判断多依靠经验，因此只有在数控机床出现严重加工问题时才会发现问题，导致关键部件损坏，难以维修等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种故障检测方法、系统、计算机可读存储介质及数控机床，用于解决现有技术对主轴及进给轴的故障判断多依靠经验，因此只有在数控机床出现严重加工问题时才会发现问题，导致关键部件损坏，难以维修的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术一方面提供一种故障检测方法，应用于数控机床，用于检测数控机床的主轴及进给轴；所述故障检测方法包括：生成所述数控机床的运行程序；在所述数控机床进入运行状态后，采集所述主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据；根据主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据，进行主轴和进给轴的故障分析。
[0006]于本专利技术的一实施例中，生成的所述数控机床的运行程序包括指示所述主轴按照指定动作运行的运行程序及指示三维方向上的各所述进给轴运行到指定位置的运行程序。
[0007]于本专利技术的一实施例中，所述主轴的运行数据包括主轴的稳定转速；所述三维方向上的各所述进给轴的运行数据包括三维方向上各进给轴的反馈速度。
[0008]于本专利技术的一实施例中，根据主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据，进行主轴和进给轴的故障分析的步骤包括：按照所述主轴的稳定转速将测试过程分为若干测试段。
[0009]于本专利技术的一实施例中，根据主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据，进行主轴和进给轴的故障分析的步骤包括：待所述主轴进入一测试段，在该测试段内的稳定转速下，获取三维方向上的各所述进给轴于n个数据点处的反馈速度；其中，n表示所述主轴于所述稳定转速下的数据点数；分别计算三维方向上的各所述进给轴的速度平均
波动值；对各所述进给轴，根据其速度平均波动值，确定所述稳定转速是否为该进给轴的有意义转速；若是，在该稳定转速下停留时间段内的反馈速度中，选取若干连续数据点，对若干连续数据点进行傅里叶变换；若否，则进入下一测试段；从傅里叶变换的幅值中按照指定个数选择与之数目对应的最大幅值，将所选取最大幅值对应的频率组成最大频率峰值矩阵；判断所述最大频率峰值矩阵中是否存在共用频率；若是，则表示该进给轴存在共振现象；若否，则表示该进给轴正常。
[0010]于本专利技术的一实施例中，所述根据主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据，进行主轴和进给轴的故障分析的步骤还包括：对各所述进给轴，计算其共用频率在反馈速度波动中的比例；根据该比例，计算各所述进给轴的速度波动指标；所述速度波动指标为用于判定主轴是否存在故障的指标；若与所述主轴相连的进给轴的速度波动指标大于预设主轴故障阈值，则表示该主轴存在径向跳动超差故障。
[0011]于本专利技术的一实施例中，所述根据主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据，进行主轴和进给轴的故障分析的步骤还包括：主轴在一稳定转速下，根据主轴转动工频，推算主轴工频的二倍频和半频；判断与所述主轴相连的进给轴的最大频率峰值矩阵中是否存在主轴转动工频的二倍频或半频；若存在，则表示所述主轴存在不对中故障。
[0012]本专利技术另一方面提供一种故障检测系统，应用于数控机床，用于检测数控机床的主轴及进给轴；所述故障检测系统包括：程序生成模块，用于生成所述数控机床的运行程序；数据采集模块，用于在所述数控机床进入运行状态后，采集所述主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据；故障分析模块，用于根据主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据，进行主轴和进给轴的故障分析。
[0013]本专利技术又一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述故障检测方法。
[0014]本专利技术最后一方面提供一种数控机床，其特征在于，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述数控机床执行所述故障检测方法。
[0015]如上所述，本专利技术所述的故障检测方法、系统、计算机可读存储介质及数控机床，具有以下有益效果：
[0016]本专利技术所述故障检测方法、系统、计算机可读存储介质及数控机床通过采集并分析主轴转动时进给轴速度波动来对主轴及进给轴进行精准故障诊断，以便及时发现设备故障，且无需增加检测成本，便于现场实施。
附图说明
[0017]图1显示为本专利技术的故障检测方法于一实施例中的流程示意图。
[0018]图2A显示为本专利技术的故障检测方法中S13的流程示意图。
[0019]图2B显示为本专利技术的故障检测方法中S13的流程示意图。
[0020]图2C显示为本专利技术的故障检测方法中S13的流程示意图。
[0021]图3显示为本专利技术的故障检测系统于一实施例中的原理结构示意图。
[0022]元件标号说明
[0023]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
故障检测系统
[0024]31
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程序生成模块
[0025]32
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数据采集模块
[0026]33
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故障分析模块
[0027]S11～S13
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步骤
[0028]S131～S138
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步骤
[0029]S131
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～S133
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步骤
[0030]S131”～S132
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步骤
具体实施方式
[0031]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种故障检测方法，其特征在于，应用于数控机床，用于检测数控机床的主轴及进给轴；所述故障检测方法包括：生成所述数控机床的运行程序；在所述数控机床进入运行状态后，采集所述主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据；根据主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据，进行主轴和进给轴的故障分析。2.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于，生成的所述数控机床的运行程序包括指示所述主轴按照指定动作运行的运行程序及指示三维方向上的各所述进给轴运行到指定位置的运行程序。3.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于，所述主轴的运行数据包括主轴的稳定转速；所述三维方向上的各所述进给轴的运行数据包括三维方向上各进给轴的反馈速度。4.根据权利要求3所述的故障检测方法，其特征在于，根据主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据，进行主轴和进给轴的故障分析的步骤包括：按照所述主轴的稳定转速将测试过程分为若干测试段。5.根据权利要求4所述的故障检测方法，其特征在于，根据主轴的运行数据及三维方向上的各所述进给轴的运行数据，进行主轴和进给轴的故障分析的步骤包括：待所述主轴进入一测试段，在该测试段内的稳定转速下，获取三维方向上的各所述进给轴于n个数据点处的反馈速度；其中，n表示所述主轴于所述稳定转速下的数据点数；分别计算三维方向上的各所述进给轴的速度平均波动值；对各所述进给轴，根据其速度平均波动值，确定所述稳定转速是否为该进给轴的有意义转速；若是，在该稳定转速下停留时间段内的反馈速度中，选取若干连续数据点，对若干连续数据点进行傅里叶变换；若否，则进入下一测试段；从傅里叶变换的幅值中按照指定个数选择与之数目对应的最大幅值，将所选取最大幅值对应的频率组成最大频率峰值矩阵；判断所述最大频率峰值矩阵中...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志浩，赵建华，虞敏，黄云鹰，曾鹏，邱明勇，奚泽冰，
申请(专利权)人：沈机上海智能系统研发设计有限公司，
类型：发明
国别省市：