【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数控成形磨齿机进给系统故障诊断领域，具体地说是一种基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测系统及其检测方法。
技术介绍
1、磨削加工作为齿轮加工的最后一道工序，其加工精度决定了最终产品的使用性能和寿命。用于磨削加工的成形磨齿机，在长时间工作运行的情况下，机床内部无法避免的产生摩损和破损。伺服进给系统作为成形磨齿机加工任务的直接执行系统，在工作过程中需要频繁的变速、变向等操作，需要系统内部的传动部件、电控部分和润滑模块相互配合。传动部件在长时间的冲击与压力作用之下，其中的支承轴承、滚珠丝杠、线轨和驱动电机等机械零部件，极易出现磨损或者松动故障。同时，润滑模块若出现润滑油在通油管堵塞以及其他达不到润滑的情况，不仅会加速磨损，还会降低其加工精度。
2、针对以上问题，进给系统的非健康状态运行，将会严重影响数控机床的加工效率、加工精度、响应速度以及负载能力。因此，为了确保数控成形磨齿机的加工稳定性，对进给系统进行快速准确的故障诊断已成为亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测系统及其检测方法，以解决进给系统的非健康状态运行，将会严重影响数控机床的加工效率、加工精度、响应速度以及负载能力的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测系统，包括:传动部件检测模块、电控检测模块以及润滑检测模块，所述传动部件检测模块包括分别设置在进给系统
4、所述电控检测模块包括分别设置在所述进给系统的三相电流传感器和光电编码器，将所述进给系统的伺服电机的动力电缆置于所述三相电流传感器的开口磁环中以及所述光电编码器固定在所述伺服电机的电机轴上；
5、所述润滑检测模块包括分别设置在所述进给系统的关键零部件上的若干温度传感器模块，以及所述进给系统润滑油通油管上的润滑压力检测模块。
6、一种基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测检测方法，适用于磨齿机进给系统非健康状态运行，具体包括以下操作步骤：
7、s1、将所述传动部件检测模块的三向振动加速度传感器磁吸底座分别紧贴所述进给系统的滚珠丝杠螺母端部、线轨端部以及支撑轴承座上，将所述电控检测模块的所述电流传感器的开口磁环扣在电机的动力电缆上，将所述光电编码器固定在电机轴上，将所述润滑检测模块的所述温度传感器分别安装在润滑泵的出油口、丝杠螺母的外圈、线轨端部和支撑轴承座上，将所述润滑压力检测模块中的压力传感器安装在需润滑部件的通油管上；
8、s2、通过所述三向振动加速度传感器采集滚珠丝杠、线轨、轴承的三向振动信号，所述三相电流传感器采集伺服电机的三相电流信号，所述光电编码器采集脉冲信号，所述温度传感器采集润滑油液、滚珠丝杠、线轨以及轴承的温度信号，所述润滑压力检测模块中的压力传感器采集每个通油管的压力信号；
9、s3、通过对采集的数据分析，所述三向振动加速度传感器测得的振动信号用于定位磨损异常位置，所述三相电流传感器测得的电流信号用于检测发生磨损或损伤时的负载载荷变化，所述光电编码器采集的脉冲信号用于检测丝杠是否达到指定转速，所述温度传感器采集的温度信号用于检测润滑液的温度和定位磨损剧烈位置，所述润滑压力检测模块中的压力传感器采集的压力信号用于检测通油管有无堵塞。
10、包括用于控制所述传动部件检测模块、所述电控检测模块以及所述润滑检测模块按需激活的控制组件，所述控制组件包括连接检测的控制器和连接报警模块的数据处理器。
11、所述步骤s3中的对轴承进行检测振动信号中的故障特征频率，其计算公式如下：
12、
13、
14、
15、其中fwq为外圈故障特征频率(hz)；fnq为内圈故障特征频率(hz)；fgdt为滚动体故障特征频率(hz)；fr为轴承转动频率(hz)；n为滚动体个数；db为滚动体直径(m)；dp为轴承节径(m)；θ为接触角(°)；由于轴承的损坏会在故障部位产生冲击信号，导致轴承固有振动形式发生改变，产生对应的故障特征频率，因而可以通过分析振动信号中的故障特征频率对支撑轴承的状态进行监测。
16、步骤s3中的温度和压力等信号参考前期试验研究决定设定阈值，超过相应的阈值即诊断为某部件出现故障。
17、与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
18、本专利技术通过传动部件检测模块、电控检测模块和润滑检测模块相配合，多类型传感器获取具有多样性和互补性的感知信息，能够对磨齿机进给系统进行实时状态监控，工作人员可以第一时间发现并定位故障，进行有针对性的修理；
19、本专利技术能够在通油管发生堵塞情况下进行报警，磨齿机进给系统需润滑部件多，通过管道的压力监控，及时将不正常通油管道找出，可避免进给系统零部件的发热和过度磨损。
20、本专利技术通过对成形磨齿机进给系统各位置的全面检查，能够快速定位故障位置以及故障原因，从而便于确定高效的故障维修方式。
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1.一种基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测系统，其特征在于，包括:传动部件检测模块、电控检测模块以及润滑检测模块，所述传动部件检测模块包括分别设置在进给系统的若干个三向振动加速度传感器模块，所述三向振动加速度传感器模块依次布置在所述进给系统的滚珠丝杠、线轨以及支撑轴承座上；
2.一种基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测检测方法，其特征在于，适用于磨齿机进给系统非健康状态运行，具体包括以下操作步骤：
3.根据权利要求2所述的基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测检测方法，其特征在于，包括用于控制所述传动部件检测模块、所述电控检测模块以及所述润滑检测模块按需激活的控制组件，所述控制组件包括连接检测的控制器和连接报警模块的数据处理器。
4.根据权利要求2所述的基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测检测方法，其特征在于，所述步骤S3中的对轴承进行检测振动信号中的故障特征频率，其计算公式如下：
5.根据权利要求2所述的基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测检测方法，其特征在于，步骤S3中的温度和压力等信号参考前期试验研究决定设定阈值，超过相应的阈
...【技术特征摘要】
1.一种基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测系统，其特征在于，包括:传动部件检测模块、电控检测模块以及润滑检测模块，所述传动部件检测模块包括分别设置在进给系统的若干个三向振动加速度传感器模块，所述三向振动加速度传感器模块依次布置在所述进给系统的滚珠丝杠、线轨以及支撑轴承座上；
2.一种基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测检测方法，其特征在于，适用于磨齿机进给系统非健康状态运行，具体包括以下操作步骤：
3.根据权利要求2所述的基于成形磨齿机进给系统的在线故障检测检测方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪荣晶，吕康源，徐鹏飞，朱天宇，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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