CN109531269B - 一种数控机床进给系统受力监测方法 - Google Patents

一种数控机床进给系统受力监测方法 Download PDF

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    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools

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Abstract

本发明公开了一种数控机床进给系统受力监测方法，具体包括如下操作步骤：S1：获取数控机床电机功率参数，并根据该参数数据计算出进给过程中稳定进给段的电机功率；S2：获取稳定进给段的进给长度和时间，计算出稳定进给段的进给速度；S3：获取负载重量信息，并计算出驱动负载在稳定进给过程中的负载阻力；S4：将S1、S2、S3中获取数据带入计算公式进行数控机床进给系统受力计算；S5：评估，对数控机床进给受力情况进行评估，判断机床使用磨损情况。本发明通过在机床进给过程中对机床进给系统自身的进给阻力进行在线监测，能够及时掌握进给系统的使用磨损状况，为机床的故障诊断和日常维护提供依据，保障操作人员的安全，降低企业风险。

Description

一种数控机床进给系统受力监测方法
技术领域
本发明属于数控机床进给系统监测技术领域，具体涉及一种数控机床进给系统受力监测方法。
背景技术
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。进给系统是数控机床中重要组成部分，通过进给系统完成负载的移动。
在进给系统带动负载移动过程中，由于负载的存在，将会增加进给系统自身内部的机械摩擦，长久如此必然会对进给系统的受力状况造成不同程度的影响，不仅会对加工精度造成影响，严重时将会造成设备和负载损坏，因此，有必要对进给系统的受力状态进行监测，及时对进给系统自身的使用磨损程度进行评估，降低生产加工风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数控机床进给系统受力监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控机床进给系统受力监测方法，具体包括如下操作步骤：
S1：获取数控机床电机功率参数，并根据该参数数据计算出进给过程中稳定进给段的电机功率；
S2：获取稳定进给段的进给距离和时间，计算出稳定进给段的进给速度；
S3：获取负载重量信息，并计算出驱动负载稳定在进给过程中的负载阻力；
S4：将S1、S2、S3中获取数据带入计算公式进行数控机床进给系统受力计算，并将计算出的结果显示在LED显示屏上；
S5：评估，对数控机床进给受力情况进行评估，判断机床使用磨损情况。
优选的，步骤S1中电机功率参数包括电机工作电流Io和电机工作电压Uo，通过电流表和电压表进行实时监控，得出电机功率Po=UoIo*cosφ
其中cosφ为电机的传动效率。
优选的，步骤S2中进给速度Vo=（Sk-So）/T
Vo为So至Sk位置过程中的平均速度，
其中Sk为稳定进给段终点位置，
So为稳定进给段始点位置，So至Sk位置参数采用光栅尺进行测量，
T为So至Sk所需时长，采用光电计时器进行测量。
优选的，步骤S4中通过如下方式实现：
当机床上存在负载时，在稳定进给段过程中负载阻力Fo=umg
其中u为负载的与机床的动摩擦因数，m为负载的重量，g当地重力加速度，
同时在电机稳定进给段时，电机功率Po= F*Vo = UoIo*cosφ
又F=Fo+f
其中F为机床进给阻力，包括负载进给阻力Fo和机床内部运行阻力f，
因此Fo+f = UoIo*cosφ/ Vo
所以，计算出机床内部运行阻力f=TUoIo*cosφ/（Sk-So）- umg
完成对机床进给过程中的受力监测。
优选的，步骤S5中评估时，将S4中计算数据与出厂参数进行对比，计算出相对偏差W，相对偏差W超过10%时，发出警示，计算方法为：W=（f-fo）/fo*100%
其中fo为出厂时机床进给阻力。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过在机床进给过程中对机床进给系统自身的进给阻力进行在线监测，能够及时掌握进给系统的使用磨损状况，为机床的故障诊断和日常维护提供依据，有利于及时对机床进行维修或保养，避免发生生产事故，保障操作人员的安全，降低企业风险。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种数控机床进给系统受力监测方法，具体包括如下操作步骤：
S1：获取数控机床电机功率参数，并根据该参数数据计算出进给过程中稳定进给段的电机功率；
S2：获取稳定进给段的进给距离和时间，计算出稳定进给段的进给速度；
S3：获取负载重量信息，并计算出驱动负载在稳定进给过程中的负载阻力；
S4：将S1、S2、S3中获取数据带入计算公式进行数控机床进给系统受力计算，并将计算出的结果显示在LED显示屏上；
S5：评估，对数控机床进给受力情况进行评估，判断机床使用磨损情况。
步骤S1中电机功率参数包括电机工作电流Io和电机工作电压Uo，通过电流表和电压表进行实时监控，得出电机功率Po=UoIo*cosφ
其中cosφ为电机的传动效率。
步骤S2中进给速度Vo=（Sk-So）/T
Vo为So至Sk位置过程中的平均速度，
其中Sk为稳定进给段终点位置，
So为稳定进给段始点位置，So至Sk位置参数采用光栅尺进行测量，
T为So至Sk所需时长，采用光电计时器进行测量。
步骤S4中通过如下方式实现：
当机床上存在负载时，在稳定进给段过程中负载阻力Fo=umg
其中u为负载的与机床的动摩擦因数，m为负载的重量，g当地重力加速度，
同时在电机稳定进给段时，电机功率Po= F*Vo = UoIo*cosφ
又F=Fo+f
其中F为机床进给阻力，包括负载进给阻力Fo和机床内部运行阻力f，
因此Fo+f = UoIo*cosφ/ Vo
所以，计算出机床内部运行阻力f=TUoIo*cosφ/（Sk-So）- umg
完成对机床进给过程中的受力监测。
步骤S5中评估时，将S4中计算数据与出厂参数进行对比，计算出相对偏差W，相对偏差W超过10%时，发出警示，计算方法为：W=（f-fo）/fo*100%
其中fo为出厂时机床进给阻力。
本发明通过在机床进给过程中对机床进给系统自身的进给阻力进行在线监测，测量方法简单，能够及时掌握进给系统的使用磨损状况，对机床的故障和诊断维护提供依据，有利于及时对机床进行维护，避免发生生产事故，保障产品的操作人员的安全，降低企业风险。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种数控机床进给系统受力监测方法，其特征在于，具体包括如下操作步骤：
S1：获取数控机床电机功率参数，并根据该参数数据计算出进给过程中稳定进给段的电机功率；
S2：获取稳定进给段的进给距离和时间，计算出稳定进给段的进给速度；
S3：获取负载重量信息，并计算出驱动负载在稳定进给过程中的负载阻力；
S4：将S1、S2、S3中获取数据带入计算公式进行数控机床进给系统受力计算，并将计算出的结果显示在LED显示屏上；
S5：评估，对数控机床进给受力情况进行评估，判断机床使用磨损情况；
其中，所述步骤S5中评估时，将S4中计算数据与出厂参数进行对比，计算出相对偏差W，相对偏差W超过10％时，发出警示，计算方法为：W＝(f-fo)/fo*100％
其中，fo为出厂时机床进给阻力，f为机床内部运行阻力，且
Figure FDA0003322961500000011
式中，Sk为稳定进给段终点位置，So为稳定进给段始点位置，T为So至Sk所需时长，Uo为电机工作电压，Io为电机工作电流，
Figure FDA0003322961500000012
为电机的传动效率，umg为当机床上存在负载时，在稳定进给段过程中的负载阻力。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床进给系统受力监测方法，其特征在于：步骤S1中电机功率参数包括电机工作电流Io和电机工作电压Uo，通过电流表和电压表进行实时监控，得出电机功率
Figure FDA0003322961500000021
其中
Figure FDA0003322961500000022
为电机的传动效率。
3.根据权利要求1所述的一种数控机床进给系统受力监测方法，其特征在于：步骤S2中进给速度Vo＝(Sk-So)/T
Vo为So至Sk位置过程中的平均速度，
其中Sk为稳定进给段终点位置，
So为稳定进给段始点位置，So至Sk位置参数采用光栅尺进行测量，
T为So至Sk所需时长，采用光电计时器进行测量。
4.根据权利要求1所述的一种数控机床进给系统受力监测方法，其特征在于：步骤S4中通过如下方式实现：
当机床上存在负载时，在稳定进给段过程中负载阻力Fo＝umg
其中u为负载与机床的动摩擦因数，m为负载的重量，g当地重力加速度，
同时在电机稳定进给段时，电机功率
Figure FDA0003322961500000023
又F＝Fo+f
其中F为机床进给阻力，包括负载进给阻力Fo和机床内部运行阻力f，
因此
Figure FDA0003322961500000024
所以，计算出机床内部运行阻力
Figure FDA0003322961500000025
完成对机床进给过程中的受力监测。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101434045A (zh) * 2008-12-05 2009-05-20 华中科技大学 一种数控机床电机电流与切削负荷关系标定装置
CN103419083A (zh) * 2012-11-05 2013-12-04 上海理工大学 数控机床进给系统受力监测方法
CN108536094A (zh) * 2017-03-01 2018-09-14 沈机（上海）智能系统研发设计有限公司 机床性能检测系统、方法及数控机床

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140025195A1 (en) * 2012-07-05 2014-01-23 Farzad Ahmadpour Computer Numerical Control Devices Employing Accelerometers And Associated Feedback Method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101434045A (zh) * 2008-12-05 2009-05-20 华中科技大学 一种数控机床电机电流与切削负荷关系标定装置
CN103419083A (zh) * 2012-11-05 2013-12-04 上海理工大学 数控机床进给系统受力监测方法
CN108536094A (zh) * 2017-03-01 2018-09-14 沈机（上海）智能系统研发设计有限公司 机床性能检测系统、方法及数控机床

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