CN110427695B - 机床震动的检测方法及装置、存储介质、处理器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机床震动的检测方法及装置、存储介质、处理器。其中，该方法包括：在目标机床处于运行状态时，采集传感器的运行参数；其中，目标机床的预定位置设置有传感器，传感器用于采集目标机床在运行状态时的运行参数；通过检测模型，确定与运行参数以及目标机床的属性参数对应的震动参数，其中，检测模型为使用多组数据通过机器学习训练得到的，多组数据中的每组数据均包括：运行参数以及属性参数和与运行参数以及属性参数对应的震动参数；基于震动参数确定目标机床的震动因素。本发明解决了相关技术中机床在加工过程中容易出现震动进而导致加工精度较低的技术问题。

Description

机床震动的检测方法及装置、存储介质、处理器

技术领域

本发明涉及机床检测技术领域，具体而言，涉及一种机床震动的检测方法及装置、存储介质、处理器。

背景技术

对于高精度的机床加工，机床的震动对于机床的加工精度有很大的影响，机床的震动会导致主轴或工作台的振幅超出了允许的范围，加工导致零件的加工表面质量恶化、刀具磨损，降低加工精度和生产效率。

针对上述相关技术中机床在加工过程中容易出现震动进而导致加工精度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种机床震动的检测方法及装置、存储介质、处理器，以至少解决相关技术中机床在加工过程中容易出现震动进而导致加工精度较低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机床震动的检测方法，包括：在目标机床处于运行状态时，采集传感器的运行参数；其中，所述目标机床的预定位置设置有传感器，所述传感器用于采集所述目标机床在运行状态时的运行参数；通过检测模型，确定与所述运行参数以及所述目标机床的属性参数对应的震动参数，其中，所述检测模型为使用多组数据通过机器学习训练得到的，所述多组数据中的每组数据均包括：运行参数以及属性参数和与所述运行参数以及所述属性参数对应的震动参数；基于所述震动参数确定所述目标机床的震动因素。

可选地，该机床震动的检测方法还包括：对采集的所述传感器的运行参数以及所述传感器的属性参数进行分析，得到分析结果；基于所述分析结果对所述传感器进行校准。

可选地，在确定目标机床处于运行状态之后，该机床震动的检测方法还包括：向所述目标机床发送运行参数调整指令，其中，所述运行参数调整指令用于调整所述目标机床的预定部件的运行参数。

可选地，在通过检测模型，确定与所述运行参数以及所述目标机床的属性参数对应的震动参数之前，该机床震动的检测方法还包括：采集历史时间段预定机床的历史运行参数、所述预定机床的属性参数以及与所述历史运行参数和所述预定机床的属性参数对应的历史震动参数；对包括所述历史运行参数、所述预定机床的属性参数以及所述历史震动参数的多组数据进行训练，得到所述检测模型。

可选地，在基于所述震动参数确定所述目标机床的震动因素之后，该机床震动的检测方法还包括：基于所述震动因素对引起所述目标机床震动的部件进行预定处理。

可选地，所述传感器包括以下至少之一：速度传感器，震动传感器。

可选地，所述传感器包括所述震动传感器的情况下，所述震动传感器设置在所述目标机床的以下至少之一处：横梁，各个轴的固定支架。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种机床震动的检测装置，包括：采集单元，用于在目标机床处于运行状态时，采集传感器的运行参数；其中，所述目标机床的预定位置设置有传感器，所述传感器用于采集所述目标机床在运行状态时的运行参数；第一确定单元，用于通过检测模型，确定与所述运行参数以及所述目标机床的属性参数对应的震动参数，其中，所述检测模型为使用多组数据通过机器学习训练得到的，所述多组数据中的每组数据均包括：运行参数以及属性参数和与所述运行参数以及所述属性参数对应的震动参数；第二确定单元，用于基于所述震动参数确定所述目标机床的震动因素。

可选地，该机床震动的检测装置还包括：分析单元，用于对采集的所述传感器的运行参数以及所述传感器的属性参数进行分析，得到分析结果；校准单元，用于基于所述分析结果对所述传感器进行校准。

可选地，该机床震动的检测装置还包括：发送单元，用于在确定目标机床处于运行状态之后，向所述目标机床发送运行参数调整指令，其中，所述运行参数调整指令用于调整所述目标机床的预定部件的运行参数。

可选地，该机床震动的检测装置还包括：所述采集单元，还用于在通过检测模型，确定与所述运行参数以及所述目标机床的属性参数对应的震动参数之前，采集历史时间段预定机床的历史运行参数、所述预定机床的属性参数以及与所述历史运行参数和所述预定机床的属性参数对应的历史震动参数；训练单元，用于对包括所述历史运行参数、所述预定机床的属性参数以及所述历史震动参数的多组数据进行训练，得到所述检测模型。

可选地，该机床震动的检测装置还包括：处理单元，用于在基于所述震动参数确定所述目标机床的震动因素之后，基于所述震动因素对引起所述目标机床震动的部件进行预定处理。

可选地，所述传感器包括以下至少之一：速度传感器，震动传感器。

可选地，所述传感器包括所述震动传感器的情况下，所述震动传感器设置在所述目标机床的以下至少之一处：横梁，各个轴的固定支架。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行上述中任意一项所述的机床震动的检测方法。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任意一项所述的机床震动的检测方法。

在本发明实施例中，采用在目标机床处于运行状态时，采集传感器的运行参数；其中，目标机床的预定位置设置有传感器，传感器用于采集目标机床在运行状态时的运行参数；通过检测模型，确定与运行参数以及目标机床的属性参数对应的震动参数，其中，检测模型为使用多组数据通过机器学习训练得到的，多组数据中的每组数据均包括：运行参数以及属性参数和与运行参数以及属性参数对应的震动参数；基于震动参数确定目标机床的震动因素的方式，通过本发明实施例提供的机床震动的检测方法可以实现在机床容易出现震动的地方设置传感器以获取机床出现震动因素的目的，并可以基于分析得到的震动因素减小机床震动的策略，从而提高机床加工精度的稳定性，进而解决了相关技术中机床在加工过程中容易出现震动进而导致加工精度较低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的机床震动的检测方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的机床震动的检测装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

机床震动的原因可以归结为机床自身结构、外界环境、加工工艺、工件材料四大类，而外界环境、加工工艺、工件材料则是后天引起的，因此检测以及改善机床自身引起的震动是减小震动的最重要一点。

在机床自身震动中基本又可分为回转零部件不平衡、传动系统中齿轮、轴承等引起的冲击和机床导轨的磨损。下面通过以下实施例对本发明实施例中提供的机床震动的检测方法进行详细说明。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种机床震动的检测方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的机床震动的检测方法的流程图，如图1所示，该机床震动的检测方法包括如下步骤：

步骤S102，在目标机床处于运行状态时，采集传感器的运行参数，其中，目标机床的预定位置设置有传感器，传感器用于采集目标机床在运行状态时的运行参数。

其中，这里的运行状态可以是机床空运行加工零件时的状态。这里的传感器可以为多个，多个传感器分别设置在目标机床的不同位置。需要说明的是，在目标机床的横梁以及各个轴的固定支架等会影响精度，导致震动的地方增加电测试震动传感器，该电测试震动传感器可以将检测到的震动的参量转化为电信号，该电信号经电子线路放大后显示和记录，从而实现将机械震动量转化为电量，在对电量进行测量，从而得到要测量的机械震动量。

在一个可选的实施例中，传感器可以包括以下至少之一：速度传感器，震动传感器。

即，上述传感器可以分别设置在目标传感器的不同位置，例如，这些不同位置基本可以为目标机床的横梁处、各个轴的固定支架处等容易出现震动的地方。

在机床(即，上下文中的目标机床)的震动检测中，速度传感器一般可选用压电速度传感器，条件允许的情况下可而选用三维杰加速度传感器，在安装振动传感器时，应提前分析其机床震动频率范围来选择固定方式。在对机床的震动测试过程中需要采集包括数据采集、数据存储、数据导出等操作过程，测试中同时需要对各轴的移动速度，轴联动和机床的运行状态，对传感器进行校准，主轴转速、进给速度等做调出整作出以适应不同震动的需求。在检测机床震动的同时，还有获得很多引起机床震动的参数，包括：机床的固有频率、阻尼比、动刚度、震动响应等。

即，传感器包括震动传感器的情况下，震动传感器设置在目标机床的以下至少之一处：横梁，各个轴的固定支架。

步骤S104，通过检测模型，确定与运行参数以及目标机床的属性参数对应的震动参数，其中，检测模型为使用多组数据通过机器学习训练得到的，多组数据中的每组数据均包括：运行参数以及属性参数和与运行参数以及属性参数对应的震动参数。

其中，这里的运行参数可以包括但不限于以下几种：机床的主轴转速、进给速度等。属性参数可以包括但不限于以下几种：机床的固有频率、阻尼比、动刚度。

步骤S106，基于震动参数确定目标机床的震动因素。

通过上述步骤，可以在目标机床处于运行状态时，采集传感器的运行参数，其中，目标机床的预定位置设置有传感器，传感器用于采集目标机床在运行状态时的运行参数；通过检测模型，确定与运行参数以及目标机床的属性参数对应的震动参数，其中，检测模型为使用多组数据通过机器学习训练得到的，多组数据中的每组数据均包括：运行参数以及属性参数和与运行参数以及属性参数对应的震动参数；基于震动参数确定目标机床的震动因素。相对于相关技术中在加工过程中容易出现震动进而导致加工精度较低的弊端，通过本发明实施例提供的机床震动的检测方法可以实现在机床容易出现震动的地方设置传感器以获取机床出现震动因素的目的，并可以基于分析得到的震动因素减小机床震动的策略，从而提高机床加工精度的稳定性，进而解决了相关技术中机床在加工过程中容易出现震动进而导致加工精度较低的技术问题。

在一个可选的实施例中，该机床震动的检测方法还可以包括：对采集的传感器的运行参数以及传感器的属性参数进行分析，得到分析结果；基于分析结果对传感器进行校准。在该实施例中，可以提高传感器采集震动数据的精确度，从而可以更加精确地找到目标机床发生震动的原因，即，可以找到机床发生震动的位置，产生震动的机械原因，根据原因分析问题，最终达到减小震动的效果。

另外，在确定目标机床处于运行状态之后，该机床震动的检测方法还包括：向目标机床发送运行参数调整指令，其中，运行参数调整指令用于调整目标机床的预定部件的运行参数。例如，可以在目标机床空运行加工零件时分别测定对应不同工作转速状态下，主轴端、进给工作台、待加工工件等关键部位的响应震动情况，以进行后续分析机床震动的原因。

需要说明的是，在通过检测模型，确定与运行参数以及目标机床的属性参数对应的震动参数之前，该机床震动的检测方法还包括：采集历史时间段预定机床的历史运行参数、预定机床的属性参数以及与历史运行参数和预定机床的属性参数对应的历史震动参数；对包括历史运行参数、预定机床的属性参数以及历史震动参数的多组数据进行训练，得到检测模型。

在一个可选的实施例中，在基于震动参数确定目标机床的震动因素之后，该机床震动的检测方法还包括：基于震动因素对引起目标机床震动的部件进行预定处理。在该实施例中可以基于引起机床震动的部件进行调整以减小机床震动。

通过本发明实施例提供的机床震动的检测方法可以从空跑以及机床的各个轴的X、Y、Z三轴单轴以及联轴灯不同的方向速度所得出的震动检测结果再分析是由于哪一部分引起的震动，根据震动的位置去分析此位置产生震动的原因，是由于机械干涉还是摩擦或螺钉为锁紧等原因。由此再去改善，这样就能最大避免在在加工过程中震动对机床造成的影响。

实施例2

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种用于执行机床震动的检测方法的装置实施例，图2是根据本发明实施例的机床震动的检测装置的示意图，如图2所示，该机床震动的检测装置包括：采集单元21，第一确定单元23以及第二确定单元25。下面对该机床震动的检测装置进行详细说明。

采集单元21，用于在目标机床处于运行状态时，采集传感器的运行参数，其中，目标机床的预定位置设置有传感器，传感器用于采集目标机床在运行状态时的运行参数。

第一确定单元23，用于通过检测模型，确定与运行参数以及目标机床的属性参数对应的震动参数，其中，检测模型为使用多组数据通过机器学习训练得到的，多组数据中的每组数据均包括：运行参数以及属性参数和与运行参数以及属性参数对应的震动参数。

第二确定单元25，用于基于震动参数确定目标机床的震动因素。

此处需要说明的是，上述采集单元21，第一确定单元23以及第二确定单元25对应于实施例1中的步骤S102至S106，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。

由上可知，在本发明实施例中，可以通过采集单元在目标机床处于运行状态时，采集传感器的运行参数，其中，目标机床的预定位置设置有传感器，传感器用于采集目标机床在运行状态时的运行参数；并利用第一确定单元通过检测模型，确定与运行参数以及目标机床的属性参数对应的震动参数，其中，检测模型为使用多组数据通过机器学习训练得到的，多组数据中的每组数据均包括：运行参数以及属性参数和与运行参数以及属性参数对应的震动参数；以及利用第二确定单元基于震动参数确定目标机床的震动因素。相对于相关技术中在加工过程中容易出现震动进而导致加工精度较低的弊端，通过本发明实施例提供的机床震动的检测装置可以实现在机床容易出现震动的地方设置传感器以获取机床出现震动因素的目的，并可以基于分析得到的震动因素减小机床震动的策略，从而提高机床加工精度的稳定性，进而解决了相关技术中机床在加工过程中容易出现震动进而导致加工精度较低的技术问题。

在一个可选的实施例中，该机床震动的检测装置还包括：分析单元，用于对采集的传感器的运行参数以及传感器的属性参数进行分析，得到分析结果；校准单元，用于基于分析结果对传感器进行校准。

在一个可选的实施例中，该机床震动的检测装置还包括：发送单元，用于在确定目标机床处于运行状态之后，向目标机床发送运行参数调整指令，其中，运行参数调整指令用于调整目标机床的预定部件的运行参数。

在一个可选的实施例中，该机床震动的检测装置还包括：采集单元，还用于在通过检测模型，确定与运行参数以及目标机床的属性参数对应的震动参数之前，采集历史时间段预定机床的历史运行参数、预定机床的属性参数以及与历史运行参数和预定机床的属性参数对应的历史震动参数；训练单元，用于对包括历史运行参数、预定机床的属性参数以及历史震动参数的多组数据进行训练，得到检测模型。

在一个可选的实施例中，该机床震动的检测装置还包括：处理单元，用于在基于震动参数确定目标机床的震动因素之后，基于震动因素对引起目标机床震动的部件进行预定处理。

在一个可选的实施例中，传感器包括以下至少之一：速度传感器，震动传感器。

在一个可选的实施例中，传感器包括震动传感器的情况下，震动传感器设置在目标机床的以下至少之一处：横梁，各个轴的固定支架。

实施例3

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述中任意一项的机床震动的检测方法。

实施例4

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的机床震动的检测方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种机床震动的检测方法，其特征在于，包括：

在目标机床处于运行状态时，获取传感器采集的运行参数；其中，所述目标机床的预定位置设置有传感器，所述传感器用于采集所述目标机床在运行状态时的所述运行参数；

通过检测模型，确定与所述运行参数以及所述目标机床的属性参数对应的震动参数，其中，所述检测模型为使用多组数据通过机器学习训练得到的，所述多组数据中的每组数据均包括：运行参数以及属性参数和与所述运行参数以及所述属性参数对应的震动参数；

基于所述震动参数确定所述目标机床的震动因素；

其中，所述方法还包括：对采集的所述传感器的运行参数以及所述传感器的属性参数进行分析，得到分析结果；基于所述分析结果对所述传感器进行校准。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定目标机床处于运行状态之后，还包括：

向所述目标机床发送运行参数调整指令，其中，所述运行参数调整指令用于调整所述目标机床的预定部件的运行参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过检测模型，确定与所述运行参数以及所述目标机床的属性参数对应的震动参数之前，还包括：

采集历史时间段预定机床的历史运行参数、所述预定机床的属性参数以及与所述历史运行参数和所述预定机床的属性参数对应的历史震动参数；

对包括所述历史运行参数、所述预定机床的属性参数以及所述历史震动参数的多组数据进行训练，得到所述检测模型。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在基于所述震动参数确定所述目标机床的震动因素之后，还包括：基于所述震动因素对引起所述目标机床震动的部件进行预定处理。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器包括以下至少之一：速度传感器，震动传感器。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述传感器包括所述震动传感器的情况下，所述震动传感器设置在所述目标机床的以下至少之一处：横梁，各个轴的固定支架。

7.一种机床震动的检测装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于在目标机床处于运行状态时，获取传感器采集的运行参数；其中，所述目标机床的预定位置设置有传感器，所述传感器用于采集所述目标机床在运行状态时的所述运行参数；

第一确定单元，用于通过检测模型，确定与所述运行参数以及所述目标机床的属性参数对应的震动参数，其中，所述检测模型为使用多组数据通过机器学习训练得到的，所述多组数据中的每组数据均包括：运行参数以及属性参数和与所述运行参数以及所述属性参数对应的震动参数；

第二确定单元，用于基于所述震动参数确定所述目标机床的震动因素；

其中，所述机床震动的检测装置还包括：分析单元，用于对采集的所述传感器的运行参数以及所述传感器的属性参数进行分析，得到分析结果；校准单元，用于基于所述分析结果对所述传感器进行校准。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至6中任意一项所述的机床震动的检测方法。