机床主轴形变监测系统、方法、设备及介质技术方案

本发明专利技术提供机床主轴形变监测系统、方法、设备及介质，涉及数控机床技术领域，系统包括：多段光纤，光纤中设置有光纤布拉格光栅，光纤缠绕在机床主轴上，包括至少两个固定段和至少一个检测段，固定段通过热缩管固定在机床主轴上，检测段在两个固定段之间；第一光发生器，用于向光纤内发射第一光束；第二光发生器，用于向光纤的检测段发射第二光束；光纤光谱分析仪，用于生成经过光纤被传输后的第一光束的光谱图；光传感器，用于基于第二光束通过检测段的位置后的第二光束生成感光信号；控制器，用于控制第一光发生器和第二光发生器，基于感光信号和第一光束的光谱图生成机床主轴的形变监测结果。本发明专利技术可以提升机床主轴形变监测结果的精度。果的精度。果的精度。

【技术实现步骤摘要】
机床主轴形变监测系统、方法、设备及介质


[0001]本专利技术涉及数控机床
，尤其涉及机床主轴形变监测系统、方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]数控机床的主轴的形变对数控加工的效果产生直接影响，在现有技术中，采用振动传感器监测主轴的振动和形变，这些传感器通常以接触式的方式安装在主轴上，并通过测量振动或位移来间接测量形变。现有技术中的主轴形变监测灵敏度低，监测结果不准确。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种机床主轴形变监测系统、方法、设备及介质，用以解决现有技术中主轴形变监测灵敏度低的缺陷，实现高灵敏度的主轴形变监测，提升主轴形变监测结果的精度。
[0004]本专利技术提供一种机床主轴形变监测系统，包括：多段光纤，所述光纤中设置有光纤布拉格光栅，所述光纤缠绕在机床主轴上，所述光纤包括至少两个固定段和至少一个检测段，所述固定段通过热缩管固定在所述机床主轴上，所述检测段在两个所述固定段之间；第一光发生器，所述第一光发生器与所述光纤的一端连接，用于向所述光纤内发射第一光束；第二光发生器，所述第二光发生器用于向所述光纤的所述检测段发射第二光束；光纤光谱分析仪，所述光纤光谱分析仪与所述光纤的另一端连接，以生成经过所述光纤被传输后的所述第一光束的光谱图；光传感器，所述光传感器用于基于所述第二光束通过所述检测段的位置后的所述第二光束生成感光信号；控制器，所述控制器用于控制所述第一光发生器和所述第二光发生器发射光束，并获取所述第一光束的光谱图和所述感光信号，基于所述感光信号和所述第一光束的光谱图生成所述机床主轴的形变监测结果。
[0005]根据本专利技术提供的机床主轴形变监测系统，还包括：报警器，报警器用于基于所述形变监测结果发出报警信号。
[0006]本专利技术还提供一种基于如上述任一种所述机床主轴形变监测系统的机床主轴形变监测方法，包括：在目标时刻控制所述第二光发生器向所述光纤的所述检测段发出所述第二光束；获取所述光传感器生成的所述感光信号；基于所述感光信号确定所述光纤在所述机床主轴上的贴合程度是否满足形变监测条件；当所述贴合程度满足形变监测条件时，控制所述第一光发生器向所述光纤内发射
所述第一光束；获取所述光纤光谱分析仪生成的所述目标时刻对应的所述光谱图；基于所述目标时刻对应的所述光谱图生成所述目标时刻对应的所述形变监测结果。
[0007]根据本专利技术提供的一种机床主轴形变监测方法，所述基于所述感光信号确定所述光纤在所述机床主轴上的贴合程度是否满足形变监测条件，包括：当所述感光信号低于预设强度时，确定所述光纤在所述机床主轴上的贴合程度满足形变监测条件。
[0008]根据本专利技术提供的一种机床主轴形变监测方法，所述基于所述目标时刻对应的所述光谱图生成所述目标时刻对应的所述形变监测结果，包括：获取所述目标时刻的上一时刻对应的所述光谱图；基于所述目标时刻和所述上一时刻分别对应的所述光谱图生成所述目标时刻对应的所述形变监测结果。
[0009]根据本专利技术提供的一种机床主轴形变监测方法，所述基于所述目标时刻和所述上一时刻分别对应的所述光谱图生成所述目标时刻对应的所述形变监测结果，包括：获取所述目标时刻对应的第一差异信息，所述目标时刻对应的第一差异信息反映所述目标时刻和所述上一时刻分别对应的所述光谱图中峰值波长与中心波长的变化情况；基于所述目标时刻对应的第一差异信息生成所述目标时刻对应的所述形变监测结果。
[0010]根据本专利技术提供的一种机床主轴形变监测方法，所述获取所述目标时刻对应的第一差异信息，包括：获取第一变化程度值和第二变化程度值，所述第一变化程度值反映所述目标时刻对应的第n个所述光谱图与所述上一时刻对应的第n个所述光谱图之间的峰值波长的变化程度，所述第二变化程度值反映所述目标时刻对应的第n个所述光谱图与所述上一时刻对应的第n个所述光谱图之间的中心波长的变化程度，n为不大于N的正整数，N为所述光纤的数量；将所述目标时刻对应的所有分差异信息组合，得到所述目标时刻对应的第一差异信息，每个所述分差异信息包括第一变化程度值和第二变化程度值。
[0011]根据本专利技术提供的一种机床主轴形变监测方法，所述基于所述感光信号确定所述光纤在所述机床主轴上的贴合程度是否满足形变监测条件之后，还包括：当所述光纤在所述机床主轴上的贴合程度不满足形变监测条件时，保存所述上一时刻以及所述上一时刻对应的所述形变监测结果，并控制报警器发出第一报警信号以提示所述光纤在所述机床主轴上的贴合程度不满足形变监测条件。
[0012]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述机床主轴形变监测方法。
[0013]本专利技术还提供一种非暂态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如上述任一种所述机床主轴形变监测方法。
[0014]本专利技术提供的机床主轴形变监测系统、方法、设备及介质，设置有多段缠绕固定在
机床主轴上的光纤，光纤包括至少两个固定段和至少一个检测段，固定段通过热缩管固定在机床主轴上，检测段在两个固定段之间，第一光发生器向光纤内发射第一光束，光纤光谱分析仪生成经过光纤被传输后的第一光束的光谱图，而第二光发生器向检测段发射第二光束，光传感器检测经过检测段的位置后的第二光束生成感光信号，如果光纤在机床主轴上紧贴，那么光传感器检测到的经过检测段的位置的第二光束的感光信号应该非常弱，通过检测段、光传感器和第二光发生器的设置，本专利技术提供的系统可以保证在光纤紧贴机床主轴，这样机床主轴发生的形变会直接反映在光纤的形状上，通过光纤光谱分析仪生成的光纤传输的光的光谱图，可以实现机床主轴的形变监测，光在光纤内的状态对光纤布拉格光栅的形变具有很高的灵敏度，因此，本专利技术可以实现提升机床主轴形变监测结果的精度的效果。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本专利技术提供的机床主轴形变监测系统的示意图；图2是本专利技术提供的机床主轴形变检测方法的流程示意图；图3是本专利技术提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]下面结合图1描述本专利技术提供的机床主轴形变监测系统，如图1所示，该系统包括：多段光纤110，光纤110中设置有光纤布拉格光栅，光纤110缠绕固定在机床主轴120上。该系统还包括第一光发生器130本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机床主轴形变监测系统，其特征在于，包括：多段光纤，所述光纤中设置有光纤布拉格光栅，所述光纤缠绕在机床主轴上，所述光纤包括至少两个固定段和至少一个检测段，所述固定段通过热缩管固定在所述机床主轴上，所述检测段在两个所述固定段之间；第一光发生器，所述第一光发生器与所述光纤的一端连接，用于向所述光纤内发射第一光束；第二光发生器，所述第二光发生器用于向所述光纤的所述检测段发射第二光束；光纤光谱分析仪，所述光纤光谱分析仪与所述光纤的另一端连接，以生成经过所述光纤被传输后的所述第一光束的光谱图；光传感器，所述光传感器用于基于所述第二光束通过所述检测段的位置后的所述第二光束生成感光信号；控制器，所述控制器用于控制所述第一光发生器和所述第二光发生器发射光束，并获取所述第一光束的光谱图和所述感光信号，基于所述感光信号和所述第一光束的光谱图生成所述机床主轴的形变监测结果。2.根据权利要求1所述的机床主轴形变监测系统，其特征在于，所述系统还包括：报警器，报警器用于基于所述形变监测结果发出报警信号。3.一种基于权利要求1
‑
2任一项所述的机床主轴形变监测系统的机床主轴形变监测方法，其特征在于，所述方法包括：在目标时刻控制所述第二光发生器向所述光纤的所述检测段发出所述第二光束；获取所述光传感器生成的所述感光信号；基于所述感光信号确定所述光纤在所述机床主轴上的贴合程度是否满足形变监测条件；当所述贴合程度满足形变监测条件时，控制所述第一光发生器向所述光纤内发射所述第一光束；获取所述光纤光谱分析仪生成的所述目标时刻对应的所述光谱图；基于所述目标时刻对应的所述光谱图生成所述目标时刻对应的所述形变监测结果。4.根据权利要求3所述的机床主轴形变监测方法，其特征在于，所述基于所述感光信号确定所述光纤在所述机床主轴上的贴合程度是否满足形变监测条件，包括：当所述感光信号低于预设强度时，确定所述光纤在所述机床主轴上的贴合程度满足形变监测条件。5.根据权利要求3所述的机床主轴形变监测方法，其特征在于，所述基于所述目标时刻对应的所述光谱图生成所述目标时刻对应的所述形变监测结...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭媛君，刘祥飞，苏辉南，
申请(专利权)人：中科航迈数控软件深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：