置传感器的信号和所述内置传感器的实时监测信号均包括电流信号和位置信号。
[0030]监测的信号为电流信号和位置信号的原因如下:
[0031]一是当联轴器结合部存在间隙时，进给轴在运转的时候存在一定的波动，通过内置传感器获取的位置信号就会表现出波动；
[0032]二是当进给系统装配不水平时，进给系统的等效摩擦力矩Tf比正常装配条件下的大，而摩擦力矩的增大会引起电流的增大；当丝杠安装不水平时，导致电机克服的摩擦力矩增大，电流幅值偏大
[0033]三是当进给系统锁紧螺母未锁死时，进给系统在进行换向的时候，内置传感器获取的电流信号在响应的时候存在一个响应时间，正常安装状态下，换向之间的反应时间只会存在电气系统引起的反应时间te，而锁紧螺母未锁死的状态下，在进给系统换向时，其反应时间除了电气系统造成的时间外，还有机械部分造成的反应时间tm。
[0034]因此，选择电流信号、位置信号做为监测对象可以很好的表征进给系统装配质量存在装配不水平、联轴器存在间隙、丝杠锁紧螺母未锁死等故障。
[0035]进给系统联轴器是否存在间隙的判别，具体过程如下:分别提取正常装配条件下以及新装配条件下的进给系统内置传感器的位置信号的跟随误差，通过上述两个位置信号的跟随误差的比较，实时判别所述新装配的进给系统联轴器是否存在间隙。所述的跟随误差通过采集传感器光栅尺获取其实际位置与机床指令位置之差而获得，由于间隙的存在在丝杠进行传动的时候，其会不断的存在波动，因此获取机床实际位置与指令位置的差值(即跟随误差)与正常装配条件下的跟随误差进行比较，就可以很好的评估其间隙的存在。如图2所示，当联轴器结合部存在间隙时，进给轴在旋转工作的时候存在一定的波动，通过内置传感器获取的跟随误差信号就会表现出比较大的波动。
[0036]进给系统装配是否水平的判别，具体过程如下:分别提取正常装配条件下以及新装配条件下的进给系统内置传感器的有功电流信号，通过上述两个有功电流信号的比较，实时判别所述新装配的进给系统装配是否水平。如图3所示，当进给系统装配不水平时，进给系统的等效摩擦力矩乙比正常装配条件下的大，摩擦力矩的增大会引起电流的增大；当丝杠安装不水平，导致电机克服的摩擦力矩增大，电流幅值偏大。
[0037]进给系统锁紧螺母是否锁死的判别，具体过程如下:分别提取正常装配条件下以及新装配条件下的进给系统内置传感器的电流信号的响应时间，通过上述两个电流信号响应时间的比较，实时判别所述新装配的进给系统锁紧螺母是否锁死。如图4所示，进给系统在进行换向的时候，内置传感器获取电机驱动丝杠的电流信号，由于电流信号在启动丝杠的时候存在一个响应时间，正常安装状态下，换向之间的反应时间只会存在电气系统引起的反应时间te，而丝杠未锁死时在进给系统换向的时候，其反应时间除了电气系统造成的时间te，还有机械部分造成的反应时间tm，因此，获取电流信号的响应时间与正常装配条件下电流信号的响应时间进行比较，就可以很好的评估新装配进给系统丝杠的锁紧螺母是否锁死。
[0038]本发明方法能够快速判定现场新更换进给系统的装配质量，可以快速进行标定，适应现场环境，不需要浪费工件进行测试，不需要长时间的等待三坐标的测量结果，判别效率高。
[0039]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种数控机床进给系统装配质量的快速判别方法，其基于数控机床内置传感器的信号进行判别，其特征在于，包括如下步骤: (1)参考样本参数的确定: 选用正常装配条件下的数控机床进给系统作为参考样本，确定该数控机床进给系统的进给速度和行程范围，根据上述进给速度和行程范围生成进给G代码；利用该进给G代码控制所述数控机床进给系统做进给运动，从而产生激励；在该激励的作用下，获取所述正常装配条件下的进给系统的内置传感器的信号以作为参考样本参数； (2)新装配的进给系统装配质量的在线判别: 将新装配的进给系统作为在线判别对象，并采用步骤(I)中生成的所述进给G代码控制其做进给运动，从而产生激励；在该激励的作用下，获取所述新装配的进给系统内置传感器的实时监测信号；通过该实时监测信号与步骤(I)中的参考样本参数进行在线比较，获得数控机床新装配进给系统的装配质量，以此方式，实现了数控机床进给系统装配质量的快速判别。2.如权利要求1所述的一种数控机床进给系统装配质量的快速判别方法，其特征在于，步骤(I)中所述内置传感器的信号以及步骤(2)中所述内置传感器的实时监测信号均包括电流信号和位置信号。3.如权利要求1或2所述的一种数控机床进给系统装配质量的快速判别方法，其特征在于，所述的进给系统装配质量的快速判别包括进给系统联轴器是否存在间隙的判别、进给系统装配是否水平的判别和进给系统锁紧螺母是否锁死的判别。4.如权利要求3所述的一种数控机床进给系统装配质量的快速判别方法，其特征在于，所述的进给系统联轴器是否存在间隙的判别，具体过程如下:分别提取正常装配条件下以及新装配条件下的进给系统内置传感器的位置信号的跟随误差，通过上述两个位置信号的跟随误差的比较，实时判别所述新装配的进给系统联轴器是否存在间隙。5.如权利要求3所述的一种数控机床进给系统装配质量的快速判别方法，其特征在于，所述的进给系统装配是否水平的判别，具体过程如下:分别提取正常装配条件下以及新装配条件下的进给系统内置传感器的有功电流信号，通过上述两个有功电流信号的比较，实时判别所述新装配的进给系统装配是否水平。6.如权利要求3所述的一种数控机床进给系统装配质量的快速判别方法，其特征在于，所述的进给系统锁紧螺母是否锁死的判别，具体过程如下:分别提取正常装配条件下以及新装配条件下的进给系统内置传感器的电流信号的响应时间，通过上述两个电流信号响应时间的比较，实时判别所述新装配的进给系统丝杠是否锁死。
【专利摘要】本发明公开了一种数控机床进给系统装配质量的快速判别方法，其基于数控机床内置传感器的信号进行判别，包括如下步骤：确定数控机床进给系统的进给速度和行程范围，利用根据进给速度和行程范围生成的进给G代码控制数控机床进给系统做进给运动，从而获取正常装配条件下进给系统的内置传感器的信号以作为参考样本参数；采用进给G代码控制，使新装配的进给系统做进给运动，并获取该新装配进给系统内置传感器的实时监测信号；通过实时监测信号与参考样本参数进行在线比较，以此实现数控机床进给系统装配质量的快速判别。采用本发明的判别方法对数控机床进给系统装配质量进行判别，具有省时省力，判别简单快速，效率高等优点。
【IPC分类】G05B19/406
【公开号】CN104950811
【申请号】CN201510331424
【发明人】刘红奇, 刘星, 李斌, 贺勇军, 毛新勇, 彭芳瑜, 石柏川, 汤胜兵, 钟学敏
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月16日