數(shù)控機(jī)床狀態(tài)診斷

機(jī)床設(shè)備作為裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備，在國民經(jīng)濟(jì)中起著極其重要的作用，其狀態(tài)的優(yōu)劣直接影響這產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而影響著生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
    目前，國內(nèi)對機(jī)床整機(jī)性能評估，特別是針對數(shù)控機(jī)床整機(jī)性能的研究很少。相關(guān)的研究主要集中在機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)性能評估方面的研究，很多工作還是采用圓運(yùn)動(dòng)方法實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度的檢測與診斷。主要研究的方向集中于機(jī)床精度方面，而對于機(jī)床整機(jī)性能評估則尚未有比較實(shí)用的方法出現(xiàn)。
    采用上述方法固然可獲取機(jī)床進(jìn)給軸的狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)床靜態(tài)性能的評估，但不能對機(jī)床的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行在線測量和連續(xù)監(jiān)測，難以實(shí)現(xiàn)快速的機(jī)床整機(jī)性能在線評估，另一方面外加傳感器的安裝、機(jī)床狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的傳輸?shù)葐栴}也制約了其應(yīng)用，從而為數(shù)控機(jī)床的在線監(jiān)測、故障診斷和工作性能的評估帶來了困難，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的全壽命周期管理與機(jī)床狀態(tài)的動(dòng)態(tài)服務(wù)跟蹤。
    在實(shí)踐生產(chǎn)過程中，常常出現(xiàn)機(jī)床靜態(tài)精度檢查正常，也未出現(xiàn)任何故障，數(shù)控系統(tǒng)也無任何報(bào)警信息，但出現(xiàn)產(chǎn)品加工質(zhì)量異常。例如鋼管車絲機(jī)車絲時(shí)錐度超標(biāo)、軋輥磨床磨削軋輥時(shí)表面出現(xiàn)振紋，導(dǎo)致機(jī)床不得不停機(jī)檢修，而且在這種情況下往往很難找到機(jī)床出現(xiàn)問題的真正原因，經(jīng)過反復(fù)調(diào)整后，即使問題得到解決，檢修人員對于故障發(fā)生的原因還是一無所知。
1  基于數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)信息獲取技術(shù)
    以機(jī)床自身數(shù)控系統(tǒng)為依托，通過數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床動(dòng)態(tài)信息通訊接口，獲取數(shù)控機(jī)床的狀態(tài)信息。通過構(gòu)建狀態(tài)控制與信息獲取系統(tǒng)以全面獲取機(jī)床狀態(tài)信息，可以準(zhǔn)確地獲得某一個(gè)傳動(dòng)鏈（主軸或伺服進(jìn)給軸）的電流、扭矩、速度、位置、功率等參數(shù)的波形，以此為基礎(chǔ)，通過對信號曲線變化的頻率進(jìn)行分析，可得出該傳動(dòng)鏈的運(yùn)行狀態(tài)。此外，也可以同時(shí)獲取兩根進(jìn)給軸在聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)信息，例如位置信息，可以很方便地合成刀具的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡。