CN110595608A - 一种机床震动检测装置及其基于大数据的震动分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机床震动检测装置，包括显示机构和操作机构，所述显示机构包括底板和计算机，所述操作机构包括框体和操作轴，所述计算机的底部固定连接有机座，所述机座与底板固定连接，所述机座内卡接有键盘，所述底板的底部设置有支撑机构，所述显示机构与操作机构之间设置有连接机构，所述框体的外侧固定安装有电流检测器，所述框体内设置有三个侧板，每个所述侧板上均设置有电阻条。本发明利用机床在震动过程中位移的变化，带动连接片在电阻条上的滑动，根据接入电流的电阻变化，计算得出接入电路的电阻长度变化，从而可以得出机床随着时间在三维坐标中具体的变化过程，达到检测机床震动状况检测的目的。
Description
技术领域
本发明涉及机床检测技术领域，尤其涉及一种机床震动检测装置及其基于大数据的震动分析系统。
背景技术
机床是指制造机器的机器，一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等，现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。
机床在铸造的过程中，内部发动机机械结构在运作的过程中，不可避免的会造成机床整体或者局部的震动，机床的震动幅度过大或者过于频繁，会直接影响零件铸造的准确度，以及机床的使用寿命，其中机床的震动异常是机床内部构造问题的体现，实际的维修的时候，大多数工作人员只能通过经验排查得出问题所在。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：机床震动幅度过大或者异常，都代表内部存在异常，工作人员难以通过肉眼看出内部的问题，而提出的一种机床震动检测装置及其基于大数据的震动分析系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种机床震动检测装置，包括显示机构和操作机构，所述显示机构包括底板和计算机，所述操作机构包括框体和操作轴，所述计算机的底部固定连接有机座，所述机座与底板固定连接，所述机座内卡接有键盘，所述底板的底部设置有支撑机构，所述显示机构与操作机构之间设置有连接机构，所述框体的外侧固定安装有电流检测器，所述框体内设置有三个侧板，每个所述侧板上均设置有电阻条，所述电阻条的两端固定连接有固定块，所述电阻条通过固定块固定连接在侧板上，所述固定块的一侧固定安装有安装块，相邻的两个所述安装块之间固定连接有滑轴，每个所述滑轴上均滑动套接有滑动套，所述滑动套上固定连接有弹片，所述弹片远离滑动套的一端固定连接有连接片，所述连接片与电阻条相接触，所述操作轴安装在机床的表面上，三个所述滑动套的一侧均通过伸缩轴与操作轴转动连接。
优选的，所述支撑机构包括第二支柱、第一支柱和底座，所述第一支柱固定连接在底座上，所述第二支柱插设在第一支柱内，所述第二支柱与底板固定连接，所述第一支柱的上端转动连接有主调节钮，所述第二支柱螺纹穿过主调节钮。
优选的，所述连接机构包括第一连接轴、第二连接轴和第三连接轴，所述第一连接轴固定连接在底板的一侧，所述第一连接轴内转动安装有螺纹轴，所述螺纹轴上螺纹套接有第二连接轴，所述第一连接轴靠近底板的一端固定连接有辅调节钮，所述第三连接轴转动连接在第二连接轴的上端，所述第三连接轴与电流检测器固定连接。
优选的，所述伸缩轴与操作轴之间为转动连接，且转动方向与伸缩轴相对滑轴滑动的方向垂直，所述滑动套与滑轴之间设置有多个滚珠。
优选的，所述连接片的材质为金属片，所述连接片的弧度围成圆的圆心与相应位置滑轴的圆心相同，所述弹片的材质为塑料，所述操作轴远离伸缩轴的一端连接有固定框，所述固定框的中间安装有吸盘，所述吸盘的周围固定连接有磁环。
一种基于大数据的机床震动分析系统，包括数据统计模块和分析模块，所述数据统计模块包括X轴检测、Y轴检测和Z轴检测，所述数据统计模块向分析模块输送数据，所述分析模块内包括单变量分析、二元变量分析和多变量分析，所述分析模块输出变量折线统计图、动态分析立体图，并且分析得出自我异常，所述数据统计模块和分析模块均连接有云端服务器，所述云端服务器输出同型号异常情况。
优选的，所述数据统计模块安装在电流检测器内，所述分析模块安装在计算机内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、利用机床在震动过程中位移的变化，带动连接片在电阻条上的滑动，根据接入电流的电阻变化，计算得出接入电路的电阻长度变化，从而可以得出机床随着时间在三维坐标中具体的变化过程，达到检测机床震动状况检测的目的。
2、检测得到的数据经过整合分析，可以知道机床在整个运作过程中，是否在某个时间点存在震动异常，由于所有的震动数据均上传至云端经过震动分析，则被检测的机床可以通过等比对比，得出相较于同型号机床是否存在震动异常情况。
附图说明
图1为本发明提出的一种机床震动检测装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种机床震动检测装置的框体侧面结构示意图；
图3为本发明提出的一种机床震动检测装置的框体立体结构示意图；
图4为图2中A处的结构示意图；
图5为图2中B处的结构示意图；
图6为本发明提出的一种基于大数据的机床震动分析系统的流程示意图。
图中：1底座、2第一支柱、3第二支柱、4主调节钮、5键盘、6底板、7机座、8计算机、9辅调节钮、10第一连接轴、11螺纹轴、12第二连接轴、13第三连接轴、14电流检测器、15框体、16磁环、17吸盘、18固定框、19操作轴、20固定块、21电阻条、22伸缩轴、23滑轴、24安装块、25滑动套、26连接片、27弹片。
具体实施方式
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实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-5，一种机床震动检测装置，包括显示机构和操作机构，显示机构包括底板6和计算机8，操作机构包括框体15和操作轴19，计算机8的底部固定连接有机座7，机座7与底板6固定连接，机座7内卡接有键盘5，底板6的底部设置有支撑机构，显示机构与操作机构之间设置有连接机构，框体15的外侧固定安装有电流检测器14，框体15内设置有三个侧板，每个侧板上均设置有电阻条21，电阻条21的两端固定连接有固定块20，电阻条21通过固定块20固定连接在侧板上，固定块20的一侧固定安装有安装块24，相邻的两个安装块24之间固定连接有滑轴23，每个滑轴23上均滑动套接有滑动套25，滑动套25上固定连接有弹片27，弹片27远离滑动套25的一端固定连接有连接片26，连接片26与电阻条21相接触，操作轴19安装在机床的表面上，三个滑动套25的一侧均通过伸缩轴22与操作轴19转动连接；
伸缩轴22与操作轴19之间为转动连接，且转动方向与伸缩轴22相对滑轴23滑动的方向垂直，滑动套25与滑轴23之间设置有多个滚珠，伸缩轴22与操作轴19之间的转动连接，则当震动的方向与该位置滑动套25滑动平面不同的时候，通过转动连接的方式来调节角度的改变，多个滚珠能够减小滑动过程中的摩擦力，故而能够以较高的精度进行测量。
连接片26的材质为金属片，连接片26的弧度围成圆的圆心与相应位置滑轴23的圆心相同，弹片27的材质为塑料，操作轴19远离伸缩轴22的一端连接有固定框18，固定框18的中间安装有吸盘17，吸盘17的周围固定连接有磁环16，金属片和塑料的本身弹性，使得伸缩轴22在转动的时候能够始终与电阻条21相接触，吸盘17和磁环16均用于与机床的表面安装用，吸盘17使用吸附的方式，磁环16使用磁性吸附的方式。
其中，支撑机构包括第二支柱3、第一支柱2和底座1，第一支柱2固定连接在底座1上，第二支柱3插设在第一支柱2内，第二支柱3与底板6固定连接，第一支柱2的上端转动连接有主调节钮4，第二支柱3螺纹穿过主调节钮4，第二支柱3插设在第一支柱2内的形式实现可以升降的结构，主调节钮4螺纹套接在第二支柱3上的形式来实现第二支柱3在第一支柱2内的固定，工作人员通过相对转动主调节钮4与第二支柱3实现底板6的升降效果，且螺纹连接的方式便于调节，也能保持较好的稳定性；
其中，连接机构包括第一连接轴10、第二连接轴12和第三连接轴13，第一连接轴10固定连接在底板6的一侧，第一连接轴10内转动安装有螺纹轴11，螺纹轴11上螺纹套接有第二连接轴12，第一连接轴10靠近底板6的一端固定连接有辅调节钮9，第三连接轴13转动连接在第二连接轴12的上端，第三连接轴13与电流检测器14固定连接，计算机8需要放置在距离机床一定距离的位置，与机床不接触，通过连接机构调节距离，工作人员通过转动辅调节钮9实现螺纹轴11的转动，第二连接轴12的一端螺纹套接在螺纹轴11上，第一连接轴10限制角度，螺纹轴11的转动实现第二连接轴12相对的移动，可以相对转动第二连接轴12和第三连接轴13，实现折叠效果，其中第二连接轴12与第三连接轴13转动之后可以在回力弹簧作用保持固定。
参照图6，一种基于大数据的机床震动分析系统，包括数据统计模块和分析模块，数据统计模块包括X轴检测、Y轴检测和Z轴检测，数据统计模块向分析模块输送数据，分析模块内包括单变量分析、二元变量分析和多变量分析，分析模块输出变量折线统计图、动态分析立体图，并且分析得出自我异常，数据统计模块和分析模块均连接有云端服务器，云端服务器输出同型号异常情况，数据统计模块安装在电流检测器14内，分析模块安装在计算机8内。
如立体附图示，三个侧板上各安装有三个电阻条21，三个电阻条21分别根据空间直角坐标系被标记为X轴向、Y轴向、Z轴向，其中操作轴19通过吸盘17和磁环16与机床的外表面固定连接在一起，则其震动情况也将会与机床震动情况相同，操作轴19随着机床震动的时候会牵引各个伸缩轴22，其中各个伸缩轴22可伸缩；
以Y轴向的电阻条21和连接的伸缩轴22为例，当操作轴19的震动方向与Y轴向相同的时候，操作轴19的震动会带动伸缩轴22移动，则伸缩轴22会带动滑动套25在滑轴23上滑动，则滑动套25一侧安装的连接片26会相应的移动，连接片26与电阻条21接触，连接片26接触的位置即接入电路中电阻的大小，连接片26在电阻条21上滑动过程中会改变接入电路中电阻的大小，电阻的变化会直接体现为相应的电路中电流的变化，该电流变化的数据会被记录在电流检测器14内的数据统计模块中；当操作轴19的震动方向为X轴方向的时候，电流的变化会被X轴向的X轴检测电路统计下来，而伸缩轴22会通过伸缩的方式来适应X轴方向的震动；当操作轴19的震动方向为Z轴方向的时候，其中连接片26弧度围成的圆心位置与滑轴23圆心位置相同，Z轴方向震动的时候滑动套25位置适应角度变化会转动，此时伸缩轴22与操作轴19之间也将会转动，由于连接片26弧度设计使其随着滑动套25转动的时候，连接片26始终会与电阻条21相抵接触，连接片26随着电阻条21的圆心转动，该处接入电路的电阻不会发生改变，Z轴方向震动的时候Z轴向的电阻条21电流将会明显的发生变化；同理可以得出Y轴向的位移变化导致的电流变化，会被Y轴检测电路记录下来，Z轴向的位移变化导致的电流变化，会被Z轴检测电路记录下来。
X轴检测、Y轴检测、Z轴检测记录下电流变化的有数据，根据欧姆定律可以计算出电流变化过程中电阻的增减数据，再根据电阻与横截面积的关系计算得出电阻长度，从而我们可知机床震动的过程中在X轴、Y轴、Z轴向的震动幅度，记录下来的有数据经过分析模块分析，有的数据都将会经过单变量分析、二元变量分析和多变量分析，单变量分析可以得出在一个轴向方向震动情况，二元变量分析通过两两变量数据拟合得出在一个平面上的震动情况，多变量分析分析三个函数的相关性，分析得到的结果均可以进行变量折线统计图绘制，可以更加直观的查看震动情况，由于震动的状况是三维图随着时间变化，故而绘制模拟动态分析立体图，工作人员可以动态的立体的直接观察震动情况，对具体的突出问题具体观察具体分析，统计分析得到的结果，会经过自我异常模块分析得出结果，通过自我分析，可以得出在整个检测的过程中，是否存在某一时段震动在整个震动过程中突出异常，或者某一个轴向的震动频率相较于其他轴向的震动频率更加突出异常。
震动检测过程中收集以及分析得到的数据都会传输给云端服务器，云端服务器中存储有各种型号机床的震动检测情况，收集来的数据经过大数据分析，可以知道该种型号的普遍震动情况，最好的震动状态以及最差的震动状态，并且云端服务器中存储有机床不同问题对震动频率的影响，工作人员通过与云端服务器中数据的对比，可以得出该机床在同种型号机床中，可能存在的异常情况，通过大数据统计分析对比，工作人员能够有针对性的对机床进行检查维修以及改进。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种机床震动检测装置，包括显示机构和操作机构，其特征在于，所述显示机构包括底板(6)和计算机(8)，所述操作机构包括框体(15)和操作轴(19)，所述计算机(8)的底部固定连接有机座(7)，所述机座(7)与底板(6)固定连接，所述机座(7)内卡接有键盘(5)，所述底板(6)的底部设置有支撑机构，所述显示机构与操作机构之间设置有连接机构，所述框体(15)的外侧固定安装有电流检测器(14)，所述框体(15)内设置有三个侧板，每个所述侧板上均设置有电阻条(21)，所述电阻条(21)的两端固定连接有固定块(20)，所述电阻条(21)通过固定块(20)固定连接在侧板上，所述固定块(20)的一侧固定安装有安装块(24)，相邻的两个所述安装块(24)之间固定连接有滑轴(23)，每个所述滑轴(23)上均滑动套接有滑动套(25)，所述滑动套(25)上固定连接有弹片(27)，所述弹片(27)远离滑动套(25)的一端固定连接有连接片(26)，所述连接片(26)与电阻条(21)相接触，所述操作轴(19)安装在机床的表面上，三个所述滑动套(25)的一侧均通过伸缩轴(22)与操作轴(19)转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种机床震动检测装置，其特征在于，所述支撑机构包括第二支柱(3)、第一支柱(2)和底座(1)，所述第一支柱(2)固定连接在底座(1)上，所述第二支柱(3)插设在第一支柱(2)内，所述第二支柱(3)与底板(6)固定连接，所述第一支柱(2)的上端转动连接有主调节钮(4)，所述第二支柱(3)螺纹穿过主调节钮(4)。
3.根据权利要求1所述的一种机床震动检测装置，其特征在于，所述连接机构包括第一连接轴(10)、第二连接轴(12)和第三连接轴(13)，所述第一连接轴(10)固定连接在底板(6)的一侧，所述第一连接轴(10)内转动安装有螺纹轴(11)，所述螺纹轴(11)上螺纹套接有第二连接轴(12)，所述第一连接轴(10)靠近底板(6)的一端固定连接有辅调节钮(9)，所述第三连接轴(13)转动连接在第二连接轴(12)的上端，所述第三连接轴(13)与电流检测器(14)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种机床震动检测装置，其特征在于，所述伸缩轴(22)与操作轴(19)之间为转动连接，且转动方向与伸缩轴(22)相对滑轴(23)滑动的方向垂直，所述滑动套(25)与滑轴(23)之间设置有多个滚珠。
5.根据权利要求1所述的一种机床震动检测装置，其特征在于，所述连接片(26)的材质为金属片，所述连接片(26)的弧度围成圆的圆心与相应位置滑轴(23)的圆心相同，所述弹片(27)的材质为塑料，所述操作轴(19)远离伸缩轴(22)的一端连接有固定框(18)，所述固定框(18)的中间安装有吸盘(17)，所述吸盘(17)的周围固定连接有磁环(16)。
6.一种基于大数据的机床震动分析系统，包括数据统计模块和分析模块，其特征在于，所述数据统计模块包括X轴检测、Y轴检测和Z轴检测，所述数据统计模块向分析模块输送数据，所述分析模块内包括单变量分析、二元变量分析和多变量分析，所述分析模块输出变量折线统计图、动态分析立体图，并且分析得出自我异常，所述数据统计模块和分析模块均连接有云端服务器，所述云端服务器输出同型号异常情况。
7.根据权利要求6所述的一种机床震动检测装置，其特征在于，所述数据统计模块安装在电流检测器(14)内，所述分析模块安装在计算机(8)内。
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