CN117697353A - 一种数控机床的智能故障诊断方法 - Google Patents

一种数控机床的智能故障诊断方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及故障诊断技术领域，尤其涉及一种数控机床的智能故障诊断方法，包括以下步骤：使用若干类型的传感器分别对数控机床的故障特征参数进行采集；基于若干监测周期内的报警次数占比的方差对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行确定；基于所述滑座的平均位移对滑座的第一对应竖直高度进行确定，或，基于滚珠丝杠的偏移角度对滚珠丝杠的步进电机对应转速进行确定；在完成对于滑座的第一对应竖直高度的确定时，对单个周期内滑座偏移故障的预警通知数量进行获取；基于所述滑座偏移故障的预警通知数量占比对所述滑座的第二对应竖直高度进行确定。本发明实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。

Description

一种数控机床的智能故障诊断方法
技术领域
本发明涉及故障诊断技术领域，尤其涉及一种数控机床的智能故障诊断方法。
背景技术
现有技术中，作为大中型企业生产中的关键设备，数控机床的任何部分出现故障，都可能导致加工精度降低，甚至机床停机、生产停顿，尤其是处于生产线关键核心部位的高档机床，严重时会危及到人身安全，因此需要对数控机床的运行过程中的故障进行实时监测，提高故障诊断的精准性和故障诊断过程的稳定性是必要的。
中国专利公开号：CN105204436A公开了一种基于分级预警的数控机床故障诊断方法，包括：a).采集机床的信息，利用振动传感器、温度传感器对待监测机床进行实时监测，获得机床的振动、温度原始数据；b).数据处理和参数提取，对步骤a)中采集的原始数据进行降噪、FFT变换处理，根据不同组件的故障与特征参数的对应关系，分别提取组件的包括振动幅值、振动突变值和温度在内的特征参数。由此可见，所述基于分级预警的数控机床故障诊断方法存在由于部分切削液可能会粘附在传感器的电极上造成信号干扰和在切削过程中部分碎屑飞溅到滚珠丝杠与滑座之间的缝隙中导致滑座在运行过程中受到阻力从而造成故障诊断的稳定性和精准性下降的问题。
发明内容
为此，本发明提供一种数控机床的智能故障诊断方法，用以克服现有技术中由于部分切削液可能会粘附在传感器的电极上造成信号干扰和在切削过程中部分碎屑飞溅到滚珠丝杠与滑座之间的缝隙中导致滑座在运行过程中受到阻力从而造成故障诊断的稳定性和精准性下降的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种数控机床的智能故障诊断方法，包括以下步骤：使用若干类型的传感器分别对数控机床的故障特征参数进行采集；基于若干监测周期内的报警次数占比的方差对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行确定，或，获取位移传感器对若干运行周期相同路径的滑座的水平位移；基于所述滑座的平均位移对滑座的第一对应竖直高度进行确定，或，基于滚珠丝杠的偏移角度对滚珠丝杠的步进电机对应转速进行确定；在完成对于滑座的第一对应竖直高度的确定时，对单个周期内滑座偏移故障的预警通知数量进行获取；基于所述滑座偏移故障的预警通知数量占比对所述滑座的第二对应竖直高度进行确定。
进一步地，确定所述切削液喷嘴的对应伸缩长度的步骤包括：
根据若干监测周期内的报警次数对报警次数占比的方差进行计算；
将所述报警次数占比的方差分别与预设第一方差和预设第二方差进行对比；
若所述报警次数占比的方差大于所述预设第二方差，则对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行确定。
进一步地，所述切削液喷嘴的对应伸缩长度通过报警次数占比的方差与预设第二方差的差值确定。
进一步地，确定所述滑座的第一对应竖直高度的步骤包括：
根据所述若干运行周期相同路径的滑座的水平位移对滑座的平均位移进行计算；
将所述滑座的平均位移分别与预设第一位移和预设第二位移进行对比；
若所述滑座的平均位移大于所述预设第一位移且小于等于所述预设第二位移，则对滑座的第一对应竖直高度进行确定。
进一步地，所述滑座的平均位移的计算公式为：
其中，Z为滑座的平均位移，Xa为第a个运行周期内相同路径的滑座的水平位移，n为运行周期的数量，n为大于等于1的自然数。
进一步地，所述滑座的第一对应竖直高度通过滑座的平均位移与预设第一位移的差值确定。
进一步地，确定所述滚珠丝杠的步进电机对应转速的步骤包括：
若所述滑座的平均位移大于所述预设第二位移，则控制视觉传感器对滚珠丝杠的偏移角度进行检测；
将所述滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度进行对比；
若所述滚珠丝杠的偏移角度大于所述预设偏移角度，则对滚珠丝杠的步进电机对应转速进行确定。
进一步地，所述滚珠丝杠的步进电机对应转速通过滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度的差值确定。
进一步地，确定滑座的第二对应竖直高度的步骤包括：
根据所述单个周期内滑座偏移故障的预警通知数量对滑座偏移故障的预警通知数量占比进行计算；
将所述滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比进行对比；
若所述滑座偏移故障的预警通知数量占比大于所述预设占比，则对所述滑座的第二对应竖直高度进行确定。
进一步地，所述滑座的第二对应竖直高度通过滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比的差值重新确定。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过根据报警次数占比的方差对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行调节，降低了由于部分切削液喷溅到滑座侧面的位移传感器表面，可能会粘附在传感器的电极上，形成不良的接触，造成信号干扰，导致在滑座的运行发生故障时无法及时的发出报警造成故障诊断的精准性下降的影响，通过根据滑座的平均位移对滑座的对应竖直高度进行调节，降低了由于在切削过程中部分碎屑飞溅到滚珠丝杠与滑座之间的缝隙中，由于长时间的积累导致缝隙中的碎屑过多，导致滑座在运行过程中受到阻力，从而导致滑座的运行路线不平稳造成故障诊断的稳定性下降的影响，通过根据滚珠丝杠的偏移角度对滚珠丝杠的步进电机对应转速进行调节，降低了由于数控机床长时间运行导致滚珠丝杠或其他零部件出现磨损或松动，导致运行过程中滚珠丝杠的偏移角度增大造成故障诊断的精准性下降的影响，通过根据滑座偏移故障的预警通知数量占比对滑座的对应竖直高度进行二次调节，降低了由于滑座的高度升高，导致滑座与其他零部件产生不正常的接触或碰撞，产生的噪音可能会对位移传感器的监测信号造成干扰，导致位移传感器的误报次数增多造成故障诊断的稳定性下降的影响，实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
进一步地，本发明所述方法通过设置报警次数占比的方差与预设第二方差的差值，对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行调节，降低了由于部分切削液喷溅到滑座侧面的位移传感器表面，可能会粘附在传感器的电极上，形成不良的接触，造成信号干扰，导致在滑座的运行发生故障时无法及时的发出报警造成故障诊断的精准性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
进一步地，本发明所述方法通过设置滑座的平均位移与预设第一位移的差值，对滑座的对应竖直高度进行调节，降低了由于在切削过程中部分碎屑飞溅到滚珠丝杠与滑座之间的缝隙中，由于长时间的积累导致缝隙中的碎屑过多，导致滑座在运行过程中受到阻力，从而导致滑座的运行路线不平稳造成故障诊断的稳定性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
进一步地，本发明所述方法通过设置滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度的差值，对滚珠丝杠的步进电机对应转速进行调节，降低了由于数控机床长时间运行导致滚珠丝杠或其他零部件出现磨损或松动，导致运行过程中滚珠丝杠的偏移角度增大造成故障诊断的精准性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
进一步地，本发明所述方法通过设置滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比的差值，对滑座的对应竖直高度进行二次调节，降低了由于滑座的高度升高，导致滑座与其他零部件产生不正常的接触或碰撞，产生的噪音可能会对位移传感器的监测信号造成干扰，导致位移传感器的误报次数增多造成故障诊断的稳定性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
附图说明
图1为本发明实施例数控机床的智能故障诊断方法的整体流程图；
图2为本发明实施例数控机床的智能故障诊断方法的切削液喷嘴调节装置的结构示意图；
图3为本发明实施例数控机床的智能故障诊断方法的确定切削液喷嘴的对应伸缩长度的具体流程图；
图4为本发明实施例数控机床的智能故障诊断方法的确定滑座的第一对应竖直高度的具体流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1、图2、图3以及图4所示，其分别为本发明实施例数控机床的智能故障诊断方法的整体流程图、切削液喷嘴调节装置的结构示意图、确定切削液喷嘴的对应伸缩长度的具体流程图以及确定滑座的第一对应竖直高度的具体流程图。本发明一种数控机床的智能故障诊断方法，包括以下步骤：
使用若干类型的传感器分别对数控机床的故障特征参数进行采集；
基于若干监测周期内的报警次数占比的方差对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行确定，或，获取位移传感器对若干运行周期相同路径的滑座的水平位移；
基于所述滑座的平均位移对滑座的第一对应竖直高度进行确定，或，基于滚珠丝杠的偏移角度对滚珠丝杠的步进电机对应转速进行确定；
在完成对于滑座的对应竖直高度的确定时，对单个周期内滑座偏移故障的预警通知数量进行获取；
基于所述滑座偏移故障的预警通知数量占比对所述滑座的第二对应竖直高度进行确定。
具体而言，用于故障诊断的传感器包括：
位移传感器，其与所述滑座相连，用以检测滑座的位移距离；
压力传感器，其与数控机床中的液压输送管路相连，用以检测液压输送管路的压力；
温度传感器，其设置在所述数控机床中的刀具的上方，用以检测所述刀具区域的温度；
振动传感器，其与所述数控机床相连，用以检测数控机床的振动强度。
具体而言，故障包括滑座的水平位移发生偏移、当液压输送管路的压力超过12MPa时判定存在过压故障、当刀具区域的温度超过70℃时判定存在过热故障、当数控机床的振动强度超过10mm/s时判定存在振动故障。
具体而言，报警次数占比的方差为若干监测周期内发生的报警次数占比的方差，对于报警次数占比的方差的计算方法为本领域技术人员所熟知的常规技术手段，因此对于报警次数占比的方差的计算过程在此不再赘述。
具体而言，切削液喷嘴调节单元包括：
刀具6，用以对工件进行切割；
主轴1，其设置所述刀具6的上方，用以固定刀具6；
切削液输送管路7，其设置所述主轴1的下方，用以输送切削液；
切削液喷嘴5，其与所述切削液输送管路7相连，用以喷射切削液；
套管4，其套设在所述切削液输送管路7上，用以带动切削液输送管路7进行伸缩；
电动伸缩杆2，其通过螺栓3与所述套管4相连，用以通过改变电动伸缩杆2的长度改变切削液输送管路7的伸缩长度。
具体而言，切削液输送管路为软质可伸缩材料。
具体而言，滑座的竖直高度通过与滑座相连的驱动丝杠在伺服电机的驱动下带动滑座上下移动从而实现对滑座的竖直高度的调节。
具体而言，滑座偏移故障的预警通知数量占比的计算公式为：
其中，G为滑座偏移故障的预警通知数量占比，K为滑座偏移故障的预警通知数量，T为发出预警通知的总数量。
具体而言，滑座的偏移距离超过设定的最大偏移距离阈值时称为滑座的偏移故障。
本发明通过根据报警次数占比的方差对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行调节，降低了由于部分切削液喷溅到滑座侧面的位移传感器表面，可能会粘附在传感器的电极上，形成不良的接触，造成信号干扰，导致在滑座的运行发生故障时无法及时的发出报警造成故障诊断的精准性下降的影响，通过根据滑座的平均位移对滑座的对应竖直高度进行调节，降低了由于在切削过程中部分碎屑飞溅到滚珠丝杠与滑座之间的缝隙中，由于长时间的积累导致缝隙中的碎屑过多，导致滑座在运行过程中受到阻力，从而导致滑座的运行路线不平稳造成故障诊断的稳定性下降的影响，通过根据滚珠丝杠的偏移角度对滚珠丝杠的步进电机对应转速进行调节，降低了由于数控机床长时间运行导致滚珠丝杠或其他零部件出现磨损或松动，导致运行过程中滚珠丝杠的偏移角度增大造成故障诊断的精准性下降的影响，通过根据滑座偏移故障的预警通知数量占比对滑座的对应竖直高度进行二次调节，降低了由于滑座的高度升高，导致滑座与其他零部件产生不正常的接触或碰撞，产生的噪音可能会对位移传感器的监测信号造成干扰，导致位移传感器的误报次数增多造成故障诊断的稳定性下降的影响，实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
请继续参阅图2所示，确定所述切削液喷嘴的对应伸缩长度的步骤包括：
根据若干监测周期内的报警次数对报警次数占比的方差进行计算；
将所述报警次数占比的方差分别与预设第一方差和预设第二方差进行对比；
若所述报警次数占比的方差大于所述预设第一方差，则判定故障诊断的稳定性低于允许范围；
若所述报警次数占比的方差大于所述预设第一方差且小于等于所述预设第二方差，则初步判定位移传感器的监测稳定性低于允许范围，并根据滑座的平均位移对位移传感器的监测稳定性进行二次判定；
若所述报警次数占比的方差大于所述预设第二方差，则对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行确定。
具体而言，报警次数占比的方差记为Q，预设第一方差记为Q1，设定Q1=0.3，预设第二方差记为Q2，设定Q2=0.4，报警次数占比的方差与预设第二方差的差值记为△Q，设定△Q=Q-Q2。
本发明所述方法通过设置预设第一方差和预设第二方差，对故障诊断的稳定性进行判定，降低了由于对故障诊断的稳定性的判定不精准导致故障诊断的精准性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
请继续参阅图3所示，所述切削液喷嘴的对应伸缩长度通过报警次数占比的方差与预设第二方差的差值确定。
具体而言，通过报警次数占比的方差与预设第二方差的差值确定切削液喷嘴的对应伸缩长度的具体过程为：
在预设第一方差差值条件下使用预设第一伸缩长度调节系数将所述切削液喷嘴的对应伸缩长度调节至第一伸缩长度；所述预设第一方差差值条件为，报警次数占比的方差与预设第二方差的差值小于等于预设方差差值；
在预设第二方差差值条件下使用预设第二伸缩长度调节系数将所述切削液喷嘴的对应伸缩长度调节至第二伸缩长度；所述预设第二方差差值条件为，报警次数占比的方差与预设第二方差的差值大于预设方差差值；
其中，所述预设第一伸缩长度调节系数小于所述预设第二伸缩长度调节系数。
具体而言，预设方差差值记为△Q0，设定△Q0=0.1，预设第一伸缩长度调节系数记为α1，设定α1=1.2，预设第二伸缩长度调节系数记为α2，设定α2=1.4，切削液喷嘴的对应伸缩长度记为V，其中，1＜α1＜α2，调节后的切削液喷嘴的对应伸缩长度记为V’，设定V’=V×（1+αi）/2，其中，αi为预设第i伸缩长度调节系数，设定i=1，2。
本发明所述方法通过设置报警次数占比的方差与预设第二方差的差值，对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行调节，降低了由于部分切削液喷溅到滑座侧面的位移传感器表面，可能会粘附在传感器的电极上，形成不良的接触，造成信号干扰，导致在滑座的运行发生故障时无法及时的发出报警造成故障诊断的精准性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
请继续参阅图4所示，确定所述滑座的第一对应竖直高度的步骤包括：
根据所述若干运行周期相同路径的滑座的水平位移对滑座的平均位移进行计算；
将所述滑座的平均位移分别与预设第一位移和预设第二位移进行对比；
若所述滑座的平均位移大于所述预设第一位移，则二次判定位移传感器的监测稳定性低于允许范围；
若所述滑座的平均位移大于所述预设第一位移且小于等于所述预设第二位移，则对滑座的第一对应竖直高度进行确定；
若所述滑座的平均位移大于预设第二位移，则初步判定滑座的结构稳定性低于允许范围，并根据滚珠丝杠的偏移角度对滑座的结构稳定性进行二次判定。
具体而言，预设第一位移记为P1，设定P1=8cm，预设第二位移记为P2，设定P2=10cm，滑座的平均位移记为P，滑座的平均位移与预设第一位移的差值记为△P，设定△P=P-P1。
本发明所述方法通过设置预设第一位移和预设第二位移，对位移传感器的监测稳定性进行二次判定，降低了由于对位移传感器的监测稳定性的二次判定不精准导致故障诊断的稳定性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
请继续参阅图4所示，所述滑座的平均位移的计算公式为：
其中，Z为滑座的平均位移，Xa为第a个运行周期内相同路径的滑座的水平位移，n为运行周期的数量，n为大于等于1的自然数。
请继续参阅图4所示，所述滑座的第一对应竖直高度通过滑座的平均位移与预设第一位移的差值确定。
具体而言，通过滑座的平均位移与预设第一位移的差值确定滑座的第一对应竖直高度的具体过程为：
在预设第一位移差值条件下使用预设第一竖直高度调节系数将所述滑座的对应竖直高度调节至第一竖直高度；所述预设第一位移差值条件为，滑座的平均位移与预设第一位移的差值小于等于预设位移差值；
在预设第二位移差值条件下使用预设第二竖直高度调节系数将所述滑座的对应竖直高度调节至第二竖直高度；所述预设第二位移差值条件为，滑座的平均位移与预设第一位移的差值大于预设位移差值；
其中，所述预设第一竖直高度调节系数小于所述预设第二竖直高度调节系数。
具体而言，滑座的第一对应竖直高度包括第一竖直高度和第二竖直高度。
具体而言，预设位移差值记为△P0，设定△P0=3cm，预设第一竖直高度调节系数记为β1，设定β1=1.1，预设第二竖直高度调节系数记为β2，设定β2=1.3，滑座的对应竖直高度记为H，其中，1＜β1＜β2，滑座的第一对应竖直高度记为H’，设定H’=H×（1+2βj）/3，其中，βj为预设第j竖直高度调节系数，设定j=1，2。
本发明所述方法通过设置滑座的平均位移与预设第一位移的差值，对滑座的对应竖直高度进行调节，降低了由于在切削过程中部分碎屑飞溅到滚珠丝杠与滑座之间的缝隙中，由于长时间的积累导致缝隙中的碎屑过多，导致滑座在运行过程中受到阻力，从而导致滑座的运行路线不平稳造成故障诊断的稳定性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
请继续参阅图1所示，确定所述滚珠丝杠的步进电机对应转速的步骤包括：
若所述滑座的平均位移大于所述预设第二位移，则控制视觉传感器对滚珠丝杠的偏移角度进行检测；
将所述滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度进行对比；
若所述滚珠丝杠的偏移角度大于所述预设偏移角度，则二次判定滑座的结构稳定性低于允许范围，并对滚珠丝杠的步进电机对应转速进行确定。
具体而言，预设偏移角度记为Y0，设定Y0=5°，滚珠丝杠的偏移角度记为Y，滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度的差值记为△Y，设定△Y=Y-Y0。
本发明所述方法通过设置预设偏移角度，对滑座的结构稳定性进行二次判定，降低了由于对滑座的结构稳定性的二次判定不精准导致故障诊断的精准性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
请继续参阅图1所示，所述滚珠丝杠的步进电机对应转速通过滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度的差值确定。
具体而言，通过滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度的差值确定滚珠丝杠的步进电机对应转速的具体过程为：
在预设第一偏移角度差值条件下使用预设第二转速调节系数将所述滚珠丝杠的步进电机对应转速调节至第一转速；所述预设第一偏移角度差值条件为，滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度的差值小于等于预设偏移角度差值；
在预设第二偏移角度差值条件下使用预设第一转速调节系数将所述滚珠丝杠的步进电机对应转速调节至第二转速；所述预设第二偏移角度差值条件为，滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度的差值大于预设偏移角度差值；
其中，所述预设第一转速调节系数小于所述预设第二转速调节系数。
具体而言，预设偏移角度差值记为△Y0，设定△Y0=2°，预设第一转速调节系数记为γ1，设定γ1=0.8，预设第二转速调节系数记为γ2，设定γ2=0.9，滚珠丝杠的步进电机对应转速记为L，其中，0＜γ1＜γ2＜1，调节后的滚珠丝杠的步进电机对应转速记为L’，设定L’=L×（1+3γm）/4，其中，γm为预设第m转速调节系数，设定m=1，2。
本发明所述方法通过设置滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度的差值，对滚珠丝杠的步进电机对应转速进行调节，降低了由于数控机床长时间运行导致滚珠丝杠或其他零部件出现磨损或松动，导致运行过程中的偏移角度增大造成故障诊断的精准性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
请继续参阅图1所示，确定滑座的第二对应竖直高度的步骤包括：
根据所述单个周期内滑座偏移故障的预警通知数量对滑座偏移故障的预警通知数量占比进行计算；
将所述滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比进行对比；
若所述滑座偏移故障的预警通知数量占比大于所述预设占比，则判定环境的干扰程度超出允许范围，并对所述滑座的第二对应竖直高度进行确定。
具体而言，预设占比记为R0，设定R0=0.6，滑座偏移故障的预警通知数量占比记为R，滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比的差值记为△R，设定△R=R-R0。
本发明所述方法通过设置预设占比，对位移传感器的灵敏程度进行判定，降低了由于对位移传感器的灵敏程度的判定不精准导致故障诊断的稳定性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
请继续参阅图1所示，所述滑座的第二对应竖直高度通过滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比的差值确定。
具体而言，通过滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比的差值确定滑座的第二对应竖直高度的具体过程为：
在预设第一占比差值条件下使用预设第四竖直高度二次调节系数将所述滑座的竖直高度二次调节至第三竖直高度；所述预设第一占比差值条件为，滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比的差值小于等于预设占比差值；
在预设第二占比差值条件下使用预设第三竖直高度二次调节系数将所述滑座的竖直高度二次调节至第四竖直高度；所述预设第二占比差值条件为，滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比的差值大于预设占比差值；
其中，所述预设第三竖直高度二次调节系数小于所述预设第四竖直高度二次调节系数。
具体而言，滑座的第二对应竖直高度包括第三竖直高度和第四竖直高度。
具体而言，预设占比差值记为△R0，设定△R0=0.2，预设第三竖直高度二次调节系数记为β3，设定β3=0.7，预设第四竖直高度二次调节系数记为β4，设定β4=0.8，其中，0＜β3＜β4＜1，滑座的第二对应竖直高度记为H”，设定H”=H’×（1+2βw）/3，其中，βw为预设第w竖直高度二次调节系数，设定w=3，4。
本发明所述方法通过设置滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比的差值，对滑座的对应竖直高度进行二次调节，降低了由于滑座的高度升高，导致滑座与其他零部件产生不正常的接触或碰撞，产生的噪音可能会对位移传感器的监测信号造成干扰，导致位移传感器发射误报次数增多造成故障诊断的稳定性下降的影响，进一步实现了对于故障诊断的稳定性和精准性的提高。
实施例1
本实施例1根据报警次数占比的方差与预设第二方差的差值对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行调节，其中，预设方差差值记为△Q0，预设第一伸缩长度调节系数记为α1，预设第二伸缩长度调节系数记为α2，切削液喷嘴的对应伸缩长度记为V，其中，1＜α1＜α2，设定α1=1.2，α2=1.4，△Q0=0.1，V=10cm。
本实施例1求得△Q=0.2，判定△Q＞△Q0并使用预设第一伸缩长度调节系数将所述切削液喷嘴的对应伸缩长度调节至第二伸缩长度，计算得V’=10cm×（1+1.2）/2=11cm。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数控机床的智能故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用若干类型的传感器分别对数控机床的故障特征参数进行采集；
基于若干监测周期内的报警次数占比的方差对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行确定，或，获取位移传感器对若干运行周期相同路径的滑座的水平位移；
基于所述滑座的平均位移对滑座的第一对应竖直高度进行确定，或，基于滚珠丝杠的偏移角度对滚珠丝杠的步进电机对应转速进行确定；
在完成对于滑座的第一对应竖直高度的确定时，对单个周期内滑座偏移故障的预警通知数量进行获取；
基于所述滑座偏移故障的预警通知数量占比对所述滑座的第二对应竖直高度进行确定。
2.根据权利要求1所述的数控机床的智能故障诊断方法，其特征在于，确定所述切削液喷嘴的对应伸缩长度的步骤包括：
根据若干监测周期内的报警次数对报警次数占比的方差进行计算；
将所述报警次数占比的方差分别与预设第一方差和预设第二方差进行对比；
若所述报警次数占比的方差大于所述预设第二方差，则对切削液喷嘴的对应伸缩长度进行确定。
3.根据权利要求2所述的数控机床的智能故障诊断方法，其特征在于，所述切削液喷嘴的对应伸缩长度通过报警次数占比的方差与预设第二方差的差值确定。
4.根据权利要求3所述的数控机床的智能故障诊断方法，其特征在于，确定所述滑座的第一对应竖直高度的步骤包括：
根据所述若干运行周期相同路径的滑座的水平位移对滑座的平均位移进行计算；
将所述滑座的平均位移分别与预设第一位移和预设第二位移进行对比；
若所述滑座的平均位移大于所述预设第一位移且小于等于所述预设第二位移，则对滑座的第一对应竖直高度进行确定。
5.根据权利要求4所述的数控机床的智能故障诊断方法，其特征在于，所述滑座的平均位移的计算公式为：
其中，Z为滑座的平均位移，Xa为第a个运行周期内相同路径的滑座的水平位移，n为运行周期的数量，n为大于等于1的自然数。
6.根据权利要求5所述的数控机床的智能故障诊断方法，其特征在于，所述滑座的第一对应竖直高度通过滑座的平均位移与预设第一位移的差值确定。
7.根据权利要求6所述的数控机床的智能故障诊断方法，其特征在于，确定所述滚珠丝杠的步进电机对应转速的步骤包括：
若所述滑座的平均位移大于所述预设第二位移，则控制视觉传感器对滚珠丝杠的偏移角度进行检测；
将所述滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度进行对比；
若所述滚珠丝杠的偏移角度大于所述预设偏移角度，则对滚珠丝杠的步进电机对应转速进行确定。
8.根据权利要求7所述的数控机床的智能故障诊断方法，其特征在于，所述滚珠丝杠的步进电机对应转速通过滚珠丝杠的偏移角度与预设偏移角度的差值确定。
9.根据权利要求8所述的数控机床的智能故障诊断方法，其特征在于，确定滑座的第二对应竖直高度的步骤包括：
根据所述单个周期内滑座偏移故障的预警通知数量对滑座偏移故障的预警通知数量占比进行计算；
将所述滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比进行对比；
若所述滑座偏移故障的预警通知数量占比大于所述预设占比，则对所述滑座的第二对应竖直高度进行确定。
10.根据权利要求9所述的数控机床的智能故障诊断方法，其特征在于，所述滑座的第二对应竖直高度通过滑座偏移故障的预警通知数量占比与预设占比的差值重新确定。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105033763A (zh) * 2015-09-02 2015-11-11 华中科技大学 一种数控机床滚珠丝杠磨损状态的预测方法
US20180147735A1 (en) * 2015-05-29 2018-05-31 Nissan Motor Co., Ltd. Failure diagnosis device and failure diagnosis method
CN116026389A (zh) * 2023-03-07 2023-04-28 湖南科技学院 一种基于数据分析的智能传感器运行检测系统
CN117331344A (zh) * 2023-10-08 2024-01-02 成都悦蓉智诚科技有限公司 数控加工过程多信号质量监测与控制系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180147735A1 (en) * 2015-05-29 2018-05-31 Nissan Motor Co., Ltd. Failure diagnosis device and failure diagnosis method
CN105033763A (zh) * 2015-09-02 2015-11-11 华中科技大学 一种数控机床滚珠丝杠磨损状态的预测方法
CN116026389A (zh) * 2023-03-07 2023-04-28 湖南科技学院 一种基于数据分析的智能传感器运行检测系统
CN117331344A (zh) * 2023-10-08 2024-01-02 成都悦蓉智诚科技有限公司 数控加工过程多信号质量监测与控制系统

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