一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的制作方法

本实用新型属于数控装备控制或调节系统的装置，具体涉及一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台及分析方法。

背景技术：

近几年随着装备制造业的快速发展，数控装备的应用越来越广泛，以数控机床为例，我国已成为数控机床生产和消费的大国，目前国内研发的数控机床在精度、速度、大型化和多轴联动方面取得了明显进展。但随着功能的增多，故障隐患增多，先进功能和性能指标不能长期维持，可靠性问题严重，已经成为企业、用户与销售市场关注的焦点和数控机床产业发展的瓶颈。国产数控机床可靠性水平偏低、精度保持性较差，主要表现在主轴回转误差大、温差变形引起加工精度低、噪声大，因此研究开发检测/监测试验装置、分析系统和试验技术具有重要的实际意义。一种便携式数控装备综合性能检测和分析平台能够实现数据采集、数据预处理、数据储存以及数据分析并进行数控装备综合性能检测，同时能够应用于数控装备可靠性试验中，提高数控装备性能衰退、精度故障等的检测精度和准确性，能够为数控装备的精度保持性和可靠性评估等的研究提供基础条件。

我国的数控装备综合性能检测的研究起步较晚，目前仅有一些能对单一性能参数进行检测的便携式装置，或者具体多种性能参数检测功能，但装置的体积和重量比较大，难以实现便携移动和使用。同时，针对数控装备性能参数的分析方法和手段比较单一，无法充分挖掘采集的性能参数数据，造成数据浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述问题，本发明提供了一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台及分析方法。

所述的一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台包括：检测服务器、位移检测组件、温度检测组件、振动检测组件、噪声检测组件、电流检测组件、电压检测组件和检测平台箱13，它们能收纳在检测平台箱13中；

所述的检测平台箱13包括箱体、轮子、拉杆和盖等；箱体分为左侧和右侧，左侧放置检测服务器，右侧分别设有多个元件收纳区，具体分为六块，分别放置位移检测组件放置区20、温度检测组件放置区40、振动检测组件放置区80、噪声检测组件放置区60、电流检测组件放置区70、电压检测组件放置区90；

所述的检测服务器中设有：一体式电脑主机111、dc24v线性电源112、电流调理模块113、12v线性电源114、温度调理模块115、数据采集端116；

所述的一体式电脑主机111包括：pc主机、交互端和数据采集端116；pc主机采用上翻式工业一体机、下翻式工业一体机或者工控机机箱；

所述的pc主机内含有pci卡槽、pcie卡槽或pxi卡槽；pci卡槽、pcie卡槽或pxi卡槽与数据采集端116通过线缆连接；交互端为显示器12、键盘和/或鼠标121；

所述的数据采集端116包括：pci卡、pcie卡或pxi卡；pci卡槽、pcie卡槽或pxi卡槽与数据采集端116通过线缆连接；

所述的dc24v线性电源112、电流调理模块113、12v线性电源114、温度调理模块115通过螺钉固定在检测服务器的底端面上；

所述的数据采集端116通过数据线缆与电流调理模块113、温度调理模块115连接；

所述的电流调理模块113通过线缆与电流检测组件、电压检测组件连接；所述的温度调理模块115通过线缆与温度检测组件连接；

所述的位移检测组件，它包括：测试棒21、位移传感器、位移传感器支架、底板座24、立柱25、滑块座、环式套筒架35；

所述的测试棒21为圆柱体；

所述的传感器支架，它包括，直角双传感器支架、单位移传感器支架31、垂直传感器支架34；

所述的单位移传感器支架31为棱形金属构件；

所述的位移传感器尾部设有方形滑块套；相对的端面上设有螺纹通孔；方形滑块套的两侧设有垂直于螺纹孔的支架滑动通孔；位移传感器通过支架滑动通孔套接在传感器支架上；

所述的立柱25为工字型金属型材，其槽内设有若干个销通孔，立柱25两侧侧面上设滑块槽；滑块座设在滑块槽内；滑块槽中垂直设有多个定位孔；

所述的滑块座设有c型导轨槽；c型导轨卡槽两端面还设有销孔；滑块座的销孔通过定位销钉定位在滑块槽中的定位孔上；

所述的位移传感器支架固定在滑块座上；滑块座套接在立柱25上；立柱25底面垂直固定在底板座24上；底板座24上设有四个0形孔，通过四个螺栓和垫片使底板座24固定在工作台3上；

所述的直角位移传感器是由两个单位移传感器支架呈90角垂直固定连接而成；

所述的环式套筒架35为圆环式结构，在其圆环外侧有两个开口槽，两个开口槽之间的角度为90度，在两个开口槽的角平分线上设有开口槽螺纹孔；环式套筒架35上设有三个夹紧螺纹通孔，其夹角各为120度；

所述的滑块座包括：滑块座ⅰ261、滑块座ⅱ262、滑块座ⅲ263，滑块座ⅲ263与直角双位移传感器支架ⅱ33固定连接；滑块座ⅱ262与直角双位移传感器支架ⅰ32固定连接；滑块座ⅰ261与单位移传感器支架31固定连接；

所述的温度检测组件，它包括：温度传感器、磁力吸附座；所述的磁力吸附座为圆柱形结构，其中心设有圆形通孔，温度传感器的底部中心处设有螺纹孔，螺栓穿过磁力吸附座与温度传感器底部的螺纹孔配合固定；

所述的温度检测组件根据使用位置不同分为刀柄温度检测组件、下电主轴温度检测组件、上电主轴检测组件；

所述的刀柄温度检测组件包括：刀柄温度传感器411、刀柄磁力吸附座412；

所述的下电主轴温度检测组件包括；下电主轴温度传感器421、下电主轴磁力吸附座422；

所述的上电主轴检测组件包括：上电主轴温度传感器431、上电主轴磁力吸附座432；

所述的振动传感器组件80包括：振动传感器441、振动传感器磁力吸附座442；所述的振动传感器是三向振动传感器或单向振动传感器；所述的振动传感器磁力吸附座442为圆柱形结构，其中心设有圆形通孔，振动传感器的底部中心处设有螺纹孔，螺栓穿过振动传感器磁力吸附座与振动传感器底部的螺纹孔配合固定；

所述的噪声检测组件，它包括：噪声传感器、噪声传感器支架、噪声传感器底板；噪声传感器尾部设有方形滑块套；相对的端面上设有螺纹孔；方形滑块套的两侧设有垂直于螺纹孔的滑孔；噪声传感器套接在噪声传感器支架上；噪声传感器支架固定在噪声传感器底板上；

所述的电流检测组件，它包括：电流互感器、电流互感器支架；电流互感器与电流调理模块113相连接；电流调理模块113与数据采集端116相连接；

所述的电流互感器支架为长方体钢板，上表面并排开设有用于安装电流互感器的螺纹孔，通过螺栓可以同时固定安装1到4个电流互感器；

所述的电流检测组件，它包括：电压传感器、电压传感器支架；电压传感器与电流调理模块113相连接；电流调理模块再与数据采集端116相连接；

所述的电压传感器支架也为长方体钢板，上表面并排开设有用于安装电压传感器的螺纹孔，通过螺栓可以同时固定安装1到3个电压传感器；

所述的性能参数检测方法包括位移检测法、振动检测法、噪声检测法、电流检测法和电压检测法；

所述的位移检测法包括：单点式位移检测、两点式位移检测、五点式位移检测；

单点式位移检测：

所述的单点式位移检测采用的组件有：测试棒21、位移传感器ⅰ221、位移传感器支架、底板座24、立柱25、滑块座ⅰ261；位移传感器ⅰ221套接在位移传感器支架上，位移传感器支架固定在滑块座ⅰ261上，滑块座ⅰ261接在立柱25上；立柱固定在工作台3上；位移传感器ⅰ221轴中心线与测试棒21的轴中心线重合；采集测试棒21在旋转状态下的径向或轴向的偏移量，位移传感器ⅰ221将采集的信号通过数据采集端116上传给检测服务器；

所述的两点式位移检测：

所述的两点式位移检测采用的组件有：位移传感器ⅵ226、位移传感器ⅶ227、垂直位移传感器支架34、环式套筒架35；

所述的位移传感器ⅵ226与位移传感器ⅶ227尾部均设有方形滑块套；位移传感器ⅵ226和位移传感器ⅶ227通过方形滑块套分别接在两个垂直位移传感器支架34上；环式套筒架35通过夹紧螺纹通孔固定在电主轴7的非旋转构件上；环式套筒架35的轴心线与电主轴的轴心线重合；位移传感器ⅵ226和位移传感器ⅶ227的轴心线与刀柄51的轴心线垂直；采集刀柄51转转状态下的偏移量，位移传感器ⅵ226和位移传感器ⅶ227将采集的信号通过数据采集端116上传给检测服务器；

所述的五点式位移检测：

所述的五点式位移检测采用的组件有：测试棒21、位移传感器、位移传感器支架、底板座24、立柱25、滑块座；

所述的位移传感器分别包括：位移传感器ⅰ221、位移传感器ⅱ222、位移传感器ⅲ223、位移传感器ⅳ224、位移传感器ⅴ225；

所述的位移传感器支架包括，直角双位移传感器支架、单位移传感器支架31；

所述的单位移传感器支架31为棱形金属构件；

所述的直角双位移传感器是由两个单位移传感器支架31呈90角垂直固定连接而成；

所述的直角双位移传感器支架包括：直角双位移传感器支架ⅱ33、直角双位移传感器支架ⅰ32；

所述的滑块座包括：滑块座ⅲ263、滑块座ⅱ262、滑块座ⅰ261，滑块座ⅲ263与直角双位移传感器支架ⅱ33固定连接；滑块座ⅱ262与直角双位移传感器支架ⅰ32固定连接；滑块座ⅰ261与单位移传感器支架31固定连接；

所述的位移传感器ⅰ221套接在单位移传感器支架31上；单位移传感器支架31固定在滑块座ⅰ261上；滑块座ⅰ261通过销钉定位在立柱25的下部；

所述的位移传感器ⅱ222与位移传感器ⅲ223分别套接在直角双位移传感器支架ⅰ32上；直角双位移传感器支架ⅰ32固定到滑块座ⅱ262上；滑块座ⅱ262通过销钉定位在立柱25的中下部；且保持直角双位移传感器支架ⅰ32与工作台平行；

所述的位移传感器ⅲ223与位移传感器ⅳ224套接在直角双位移传感器支架ⅱ33上；直角双位移传感器支架ⅱ33固定在滑块座ⅲ263上；滑块座ⅲ263通过销钉定位在立柱25的上部，且保持直角双位移传感器支架ⅱ33与工作台平行；

所述的单位移传感器支架31与直角双位移传感器支架ⅰ32的角平分线平行；

所述的测试棒21通过刀柄51夹持，并安装在数控机床电主轴端面的锥孔中；

所述的移传感器ⅳ224和位移传感器ⅴ225的夹角为90度，位移传感器ⅲ223与位移传感器ⅱ222的夹角为90度；

所述的直角双位移传感器支架ⅱ33与直角双位移传感器支架ⅰ32之间的距离可以根据用户需要进行调节；

所述的五点式位移检测是通过位移传感器ⅰ221、位移传感器ⅱ222和位移传感器ⅲ223、位移传感器ⅳ224和位移传感器ⅴ225，同时在测试棒21旋转状态下测量测试棒21偏移量数据采集，位移传感器ⅰ221将采集的位移信号传给检测服务器；

所述的温度检测法采用温度检测组件；将温度传感器通过磁力吸座吸附在需要测量温度的位置测量温度信号，通过温度调理模块115、数据采集端116将采集的温度信号上传到检测服务器；

所述的温度检测组件主要检测的是针对数控装备的电主轴温度检测；所述的温度检测组件根据使用检测的位置不同分为刀柄温度检测组件、下电主轴温度检测组件、上电主轴检测组件；刀柄温度检测组件吸附在刀柄51旁；下电主轴温度检测组件吸附在电主轴7下方；上电主轴检测组件吸附在电主轴7上方；通过刀柄温度检测组件、下电主轴温度检测组件和上电主轴检测组件采集到的温度信号通过温度调理模块115和数据采集端116上传给检测服务器；

所述的振动检测法采用振动检测组件；将振动传感器通过磁力吸座吸附在需要测量振动的位置测量振动信号，通过数据采集端116将采集的振动信号上传到检测服务器；

所述的振动检测法采用振动传感器元件吸附在电主轴7的下端面非旋转的台阶上；采集到的振动信号通过数据采集端116上传给检测服务器；

所述的噪声检测法采用噪声检测组件；将噪声传感器固定噪声传感器支架上，放置在需要测量噪声的位置测量噪声信号，通过数据采集端116将采集的噪声信号上传到检测服务器；

所述的噪声检测法，所采用的噪声检测组件，它包括：噪声传感器底板、噪声传感器支架、噪声传感器；

所述的噪声传感器支架包括：单杆式噪声传感器支架、套筒式传感器支架6231和倒l型噪声传感器支架6232；

所述的噪声传感器底板包括：前端底座板611、后端底座板613、左侧底座板612、右侧底座板614；

所述的前端传感器支架621垂直固定在前底座板611上；套筒式传感器支架6231垂直固定在后端底座板613上；左侧传感器支架622垂直固定在左侧底座板612上；右侧传感器支架624垂直固定在右侧底座板614上；倒l型架尾部套在套筒式传感器支架6231内，套筒式传感器支架6231上设有固定螺栓及螺栓通孔；通过螺栓及螺栓通孔固定倒l型架6232；

所述的噪声传感器根据测试位置不同，分为前侧噪声传感器631、后侧噪声传感器633、左侧噪声传感器632、右侧噪声传感器634、顶部噪声传感器635；

所述的前侧噪声传感器631套接在前端传感器支架621中部；后侧噪声传感器633套接在套筒式传感器支架6231上部；左侧噪声传感器632套接在左侧传感器支架622中部；右侧噪声传感器634套接在右侧底座板614中部；

所述的分为前侧噪声传感器631、后侧噪声传感器633、左侧噪声传感器632和右侧噪声传感器634处于同一水平面上，被测数控装备在四个传感器感应范围中心处；四个传感器距离数控装备1米，距离地面1.5米；

所述的顶部噪声传感器635设在四个传感器感应范围中心轴上端的倒l型架6232正上方，距离数控装备1.5米；

所述的噪声传感器所采集到的噪声数据信号通过数据采集端116上传给检测服务器；

所述的电流检测法采用电流检测组件；将电流互感器固定在电流互感器支架上放置在需要测量电流的位置，将需要测量的导线从电流互感器中穿过就能够测量电流信号，通过电流调理模块113、数据采集端116将采集的电流信号上传到检测服务器；

所述的电压检测法采用电压检测组件；将电压传感器固定在电压传感器支架上放置在需要测量电压的位置，电压传感器测量电压信号，通过电流调理模块113、数据采集端116将采集的电压信号上传到检测服务器；

一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的分析方法,主要包括六步：特征数据选择、特征数据获取、特征数据清洗、特征数据处理、应用分析、数据存储及可视化

1）特征数据选择

不同类型的数控装备具有不同的特征数据，同一种数控装备可用多个特征数据描述；根据用户对数控装备的需求及应用分析的目的，从数控装备所有特征数据中选择出能够表征数控装备故障模式/失效模式的少量特征数据；特征选择需要遵循可测性、典型性、针对性、敏感性、可靠性、集中性等原则；

2）特征数据获取

依据选择的数控装备的特征数据，利用一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台，从位移检测组件、温度检测组件、振动检测组件、噪声检测组件、电流检测组件、电流检测组件等中选择需要的检测组件或检测元件，然后装配与安装好检测服务器和选择的检测组件或检测元件；然后启动受试数控装备和便携式数控装备综合性能检测、分析平台，开始采集受试数控装备的综合性能参数的数据；

3）特征数据清洗

由于采集的初始综合性能数据中包含了大量的缺失值、噪声及异常点，需要对其进行数据清洗；数据清洗主要包括：去除奇异点、滤波降噪、去除趋势项和处理残缺数据；使数据都是意义明确的、正确的、规范的表达，提高数据的可用性；

所述的去除奇异点可以采用幅值门限法、标准方差法以及统计方差平滑法等；滤波降噪可以采用小波降噪、小波包降噪、多小波降噪等；去除趋势项可以采用最小二乘法等；

4）特征数据处理

特性数据处理是指把清洗后的特征数据转化为应用分析所需数据的过程，能够有效提高应用分析的精度和准确性；特征数据处理主要是特征提取和特征选择；

特征提取又分为数据级特征提取、特征级特征提取；数据级特征提取的特征值主要有时域特征、频域特征、时频联合和自定义特征；时域特征包括均方、峰度、翘度、方差等；频域特征包括基频、倍频等；时频联合包括emd、小波变换等；自定义特征包括三相电流包络谱、hht谱图像特征、轴心轨迹包络圆等；时域分析能够获取时域特征，时域分析是指在时域内对数据进行统计特征计算、相关性分析等；时频分析方法包括：小波分解、小波包分解、经验模态分解、hilbert-huang变换等；频域分析能够获取频域特征，频域分析研究的是数据的频率成分、各频率分量的大小、故障特征频率；频域分析方法包括：包络谱分析、倒频谱分析、细化谱分析、功率谱分析、双谱分析、相干谱分析等；

特征级特征取根据映射函数是否线性分为线性特征提取和非线性特征提取；线性特征提取方法包括：主成分分析、线性判别分析、独立成分分析、最大间距准则等；非线性特征提取方法包括：核方法、流行学习方法、自编码器等；核方法包括：核主成分分析、核线性判别分析、核局部线性判别分析；流行学习方法包括：等距映射算法、局部线性嵌入算法、拉普拉斯特征映射算法、海赛局部线性嵌入算法、局部切空间排列算法、地标等距特征映射算法；自编码器包括：去噪自编码器、栈式自编码器、深度自编码器等；

特征选择是指剔除不相关或者冗余的特征，减少有效特征的数量，减少应用分析时模型训练的时间，提高应用分析时模型的精确度；特征选择方法主要包括4类：wrapper、filter、embedded和hybrid等；

5）应用分析

依据选择的特征数据，针对数控装备开展基于特征数据的应用分析，应用分析主要包括：数控装备的综合性能评价、健康状态评估、故障诊断、故障预警等；

数控装备的综合性能评价是将数控装备多个性能参数综合在一起进行评价，首先针对多个性能参数进行归一化处理，其次采用模糊综合评判构建模糊综合评价模型；一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台运用绘制雷达图实现数控装备综合性能的评价；

健康状态评估是指在设定的时间内和设定的条件下，评价数控装备系统、部件、零件保持一定的可靠性水平和维修水平，并完成设定功能的能力；健康传统评估包括：模型驱动的方法、数据驱动的方法、知识驱动的方法和混合驱动的方法；一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台运用ds证据理论和构建决策空间的方法实现数控装备的健康状态评价；

故障诊断利用一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台采集的症状，查找或推理数控装备故障组件的过程；故障诊断包括基于数学模型的故障诊断方法和基于人工智能的故障诊断方法；一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台运用局部函数和模糊规则，进行模糊推理实现模糊故障诊断；

故障预警利用一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台采集的可靠性前兆，在数控装备真正发生故障之前，及时预报数控装备的异常状态，采取相应的措施，从而最大程度的降低数控装备故障所造成的损失；数控装备故障预警包括：基于机理模型的方法、基于知识的方法和基于数据驱动的方法；一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台运用自学习阈值和趋势滤波的方法实现故障预警；

6）数据存储及可视化

一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台能够存储采集的所有数据，同时具有对历史数据进行回放和应用分析的功能；一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台具有人机操作界面通过交互端实现可视化显示；在人机操作界面上操作能实现应用分析；数据可视化是将一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台采集的数据、空间坐标和不同位置数据间的联系等映射为可视化洞察数据和数据背后隐含的现象和规律。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1、本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台能够对数控装备的位移、温度、振动、噪声、电流和电压等综合性能参数进行检测以及应用分析，实现了一个平台能够对多个性能指标从特征数据选择、特征数据获取、特征数据清洗、特征数据处理，一直到应用分析和数据存储及可视化的全部过程；本发明不仅仅提出了综合性能检测装置硬件的结构及安装方式，而且提出了完整的、高可执行的性能参数检测方法和分析方法，使得平台在安装使用过程中操作便捷、容易，检测方法和分析方法步骤明确，能够有效提高了检测和分析的效率；

2、本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台将检测服务器、位移检测组件、温度检测组件、振动检测组件、噪声检测组件、电流检测组件和电压检测组件等集中装到检测平台箱中，使得整个平台能够很方便自如的携带和搬运，哪里需要检测，平台就能够移动到哪里进行检测和分析；

3、本发明一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台创新的提出了一套完整的综合性能参数分析方法，能够指导数控装备用户实现对数控装备的综合性能评价、健康状态评估、故障诊断、故障预警等应用分析，本发明针对特征数据选择、特征数据获取、特征数据清洗、特征数据处理、应用分析、数据存储及可视化等应用分析全部过程中的每一步，都提出了详细的、可操作的方法，便于用户操作，能够大幅度地提高分析效率。

附图说明

图1为本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的应用轴测投影图；

图2为本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的便携箱的轴测投影图；

图3为本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的机箱轴测投影图；

图4为本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的上翻式工业一体机轴测投影图；

图5为本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的下翻式工业一体机轴测投影图；

图6为本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的五点非接触式位移测量模块轴测投影图；

图7为本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的两点式位移检测轴测投影图；

图8为本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的单点式位移检测轴测投影图；

图9为本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的温度检测单元示意图；

图10为本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的振动检测轴测投影图；

图11为本发明一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的噪声检测轴测投影图；

图12为本实用新型一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的分析方法流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台及分析方法，它主要包括便携式数控装备综合性能检测装置、性能参数检测方法和分析方法等三部分内容；所述的性能参数检测方法包括位移检测法、振动检测法、噪声检测法、电流检测法和电压检测法；

实施例1：一种便携式数控装备综合性能检测装置

参见图1至图11所示，一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台，它包括：检测服务器、位移检测组件、温度检测组件、振动检测组件、噪声检测组件、电流检测组件、电流检测组件、检测平台箱13；

所述的检测平台箱13包括箱体、轮子、拉杆和盖等；所述的箱体分为左侧和右侧，左侧放置检测服务器，右侧分别设有多个元件收纳区，具体又细分为六块，分别放置位移检测组件、温度检测组件、振动检测组件、噪声检测组件、电流检测组件、电流检测组件；

所述的检测服务器中设有：一体式电脑主机111、dc24v线性电源112、电流调理模块113、12v线性电源114、温度调理模块115、数据采集端116；

所述的检测服务器中含有一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的综合性能参数的分析方法及实现分析方法对应的分析软件；

所述的一体式电脑主机111包括：pc主机、交互端和数据采集端116；pc主机采用上翻式工业一体机、下翻式工业一体机或者工控机机箱；

所述的一体式电脑主机111内含有pci卡槽、pcie卡槽或pxi卡槽；交互端为显示器12、键盘和/或鼠标121；

所述的数据采集端116包括：pci卡、pcie卡或pxi；卡pci卡槽、pcie卡槽或pxi卡槽与数据采集端116通过线缆连接;

所述的dc24v线性电源112、电流调理模块113、12v线性电源114、温度调理模块115通过螺钉固定在检测服务器的底端面上；dc24v线性电源和12v线性电源能够为数据采集端116供电；

所述的数据采集端116上侧与电流调理模块113、温度调理模块115连接；

所述的数据采集端116下侧连接端与位移检测组件、振动检测组件、噪声检测组件、温度调理模块115、电流检测组件、电压检测组件信号互联；

所述的电流调理模块113所采用的是zh40162a；温度调理模块115所采用的是cm4116；

所述的电流调理模块113通过线缆与电流检测组件、电压检测组件连接；所述的温度调理模块115通过线缆与温度检测组件连接；

所述的位移检测组件，它包括：测试棒21、位移传感器、位移传感器支架、底板座24、立柱25、滑块座、环式套筒架35；

所述的测试棒21为圆柱体；

所述的位移传感器尾部设有方形滑块套；相对的端面上设有螺纹通孔；方形滑块套的两侧设有垂直于螺纹孔的支架滑动通孔；位移传感器通过支架滑动通孔套接在传感器支架上；

所述的立柱25为工字型金属型材，其槽内设有若干个销通孔，立柱25两侧侧面上设滑块槽；滑块座设在滑块槽内；滑块槽中垂直设有多个定位孔；

所述的滑块座设有c型导轨槽；c型导轨卡槽两端面还设有销孔；滑块座的销孔通过定位销钉定位在滑块槽中的定位孔上；

所述的位移传感器支架固定在滑块座上；滑块座套接在立柱25上；立柱25底面垂直固定在底板座24上；底板座24上设有四个0形孔，通过四个螺栓和垫片使底板座24固定在工作台3上；

所述的位移传感器根据测试位置不同，其分为：位移传感器ⅰ221、位移传感器ⅱ222、位移传感器ⅲ223、移传感器ⅳ224、位移传感器ⅴ225、位移传感器ⅵ226、位移传感器ⅶ227；

所述的位移传感器支架，它包括，直角双位移传感器支架、单位移传感器支架31、垂直位移传感器支架34；

所述的单位移传感器支架为棱形金属构件；

所述的直角双位移传感器支架是由两个单位移传感器支架呈90角垂直固定连接而成；

所述的直角双位移传感器支架包括：直角双位移传感器支架ⅰ32、直角双位移传感器支架ⅱ33；

所述的环式套筒架35为圆环式结构，在其圆环外侧有两个开口槽，两个开口槽之间的角度为90度，在两个开口槽的角平分线上设有开口槽螺纹孔，用于固定垂直位移传感器支架34；环式套筒架35上设有三个夹紧螺纹通孔，其夹角各为120度，用于将环式套筒架35固定在电主轴7的下端面非旋转台阶的外径上；

所述的滑块座包括：滑块座ⅲ263、滑块座ⅱ262、滑块座ⅰ261，滑块座ⅲ263与直角双位移传感器支架ⅱ33固定连接；滑块座ⅱ262与直角双位移传感器支架ⅰ32固定连接；滑块座ⅰ261与单位移传感器支架31固定连接；

所述的温度检测组件，它包括：温度传感器、磁力吸附座；

所述的磁力吸附座为圆柱形结构，其中心设有圆形通孔，温度传感器的底部中心处设有螺纹孔，螺栓穿过磁力吸附座与温度传感器底部的螺纹孔配合固定；

所述的温度检测组件根据使用位置不同分为刀柄温度检测组件、下电主轴温度检测组件、上电主轴检测组件；

所述的刀柄温度检测组件包括：刀柄温度传感器411、刀柄磁力吸附座412；

所述的下电主轴温度检测组件包括；下电主轴温度传感器421、下电主轴磁力吸附座422；

所述的上电主轴检测组件包括：上电主轴温度传感器431、上电主轴磁力吸附座432；

所述的振动检测组件包括：振动传感器441、振动传感器磁力吸附座442；所述的振动传感器是三向振动传感器或单向振动传感器；

所述的振动传感器磁力吸附座442为圆柱形结构，其中心设有圆形通孔，振动传感器的底部中心处设有螺纹孔，螺栓穿过振动传感器磁力吸附座与振动传感器底部的螺纹孔配合固定；

所述的噪声检测组件，它包括：噪声传感器、噪声传感器支架、噪声传感器底板；

所述的噪声传感器尾部设有方形滑块套；相对的端面上设有螺纹孔；方形滑块套的两侧设有垂直于螺纹孔的滑孔；

所述的噪声传感器套接在噪声传感器支架上；噪声传感器支架固定在噪声传感器底板上；

所述的噪声传感器支架包括：单杆式噪声传感器支架、套筒式传感器支架6231和倒l型噪声传感器支架6232；

所述的单杆式噪声传感器支架为四棱形金属构件；

所述的倒l型噪声传感器支架6232尾部套在套筒式传感器支架6231内，套筒式传感器支架6231上设有固定螺栓及螺栓通孔；通过螺栓及螺栓通孔固定l型噪声传感器支架6232；

所述的电流检测组件，它包括：电流互感器、电流互感器支架；电流互感器与电流调理模块113相连接；电流调理模块113与数据采集端116相连接；

所述的电流互感器支架为长方体钢板，上表面并排开设有用于安装电流互感器的螺纹孔，通过螺栓可以同时固定安装1到4个电流互感器；

所述的电流检测组件，它包括：电压传感器、电压传感器支架；电压传感器与电流调理模块113相连接；电流调理模块再与数据采集端116相连接；

所述的电压传感器支架为长方体钢板，上表面并排开设有用于安装电压传感器的螺纹孔，通过螺栓可以同时固定安装1到3个电压传感器；

本发明专利以数控机床综合性能检测对象举例说明

一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的性能参数检测方法可分为：位移检测法、温度检测法、振动检测法、噪声检测法、电流检测法和电压检测法；位移检测法又包括：单点式位移检测、两点式位移检测、五点式位移检测；

实施例2：一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的位移检测法

参见图2至11所示，一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的位移检测法；

所述的位移检测法包括：单点式位移检测、两点式位移检测、五点式位移检测；

单点式位移检测：

所述的单点式位移检测采用的组件有：测试棒21、位移传感器ⅰ221、位移传感器支架、底板座24、立柱25、滑块座ⅰ261；

所述的测试棒21为圆柱体；

所述的位移传感器ⅰ221尾部设有方形滑块套；相对的端面上设有螺纹通孔；方形滑块套的两侧设有垂直于螺纹孔的支架滑动通孔；位移传感器ⅰ221通过支架滑动通孔套接在传感器支架上，位移传感器ⅰ221的位置可以处于测试棒21的底端，位移传感器ⅰ与测试棒底端面垂直，用于测量测试棒的轴向偏移量；位移传感器ⅰ221的位置也可以处于测试棒21的侧面，位移传感器ⅰ的轴线垂直于测试棒21的轴线，位移传感器ⅰ的高度可以根据用户需求进行调节，用于测量测试棒的径向偏移量；

所述的立柱25设有若干个销通孔，立柱25两侧侧面上设滑块槽；滑块座设在滑块槽内；滑块槽中垂直设有多个定位孔；

所述的滑块座设有c型导轨槽；c型导轨卡槽两端面还设有销孔；滑块座的销孔通过定位销钉定位在滑块槽中的定位孔上；

所述的位移传感器支架固定在滑块座上；滑块座套接在立柱25上；立柱25底面垂直固定在底板座24上；

所述的底板座24上设有四个0形孔，通过四个螺栓和垫片使底板座24固定在工作台3上；

所述的测试棒21通过刀柄51夹持，并安装在数控机床电主轴端面的锥孔中；位移传感器的轴中心线与测试棒21的轴中心线重合；

所述的测试棒21固定好后，运行数控机床主轴带动刀柄51和测试棒21旋转，通过位移传感器ⅰ221采集测试棒21在旋转状态下的径向或轴向的偏移量，位移传感器ⅰ221将采集的信号通过数据采集端116上传给检测服务器；

所述的两点式位移检测：

所述的两点式位移检测采用的组件有：位移传感器ⅵ226、位移传感器ⅶ227、垂直位移传感器支架34、环式套筒架35；

所述的位移传感器ⅵ226与位移传感器ⅶ227尾部均设有方形滑块套；相对的端面上设有螺纹通孔；方形滑块套的两侧设有垂直于螺纹孔的支架滑动通孔；位移传感器ⅵ226和位移传感器ⅶ227通过方形滑块套接在垂直位移传感器支架34上；

所述的环式套筒架35为圆环式结构，在其圆环外侧有两个开口槽，两个开口槽之间的角度为90度，在两个开口槽的角平分线上有开口槽螺纹孔，用于固定垂直位移传感器支架34；环式套筒架35上设有三个夹紧螺纹通孔，其夹角各为120度，用于将环式套筒架35固定在电主轴7的下端面非旋转台阶的外径上；两个开口槽上分别设有一个垂直位移传感器支架34，位移传感器ⅵ226和位移传感器ⅶ227分别套接在两个垂直位移传感器支架34上；

所述的环式套筒架35通过夹紧螺纹通孔固定在电主轴7的非旋转台阶的外径上；环式套筒架35的轴心线与电主轴的轴心线重合；位移传感器ⅵ226和位移传感器ⅶ227的轴心线与刀柄51的轴心线垂直；

所述的两点式位移检测是通过两个垂直位移传感器支架34上固定的位移传感器ⅵ226和位移传感器ⅶ227，采集刀柄51在旋转状态下的夹角为90°的两处位置的径向偏移量，位移传感器ⅵ226和位移传感器ⅶ227将采集的信号通过数据采集端116上传给检测服务器，通过数据处理能够绘制轴心轨迹；

所述的五点式位移检测：

所述的五点式位移检测采用的组件有：测试棒21、位移传感器、位移传感器支架、底板座24、立柱25、滑块座；

所述的测试棒21为圆柱体；

所述的位移传感器尾部设有方形滑块套；相对的端面上设有螺纹通孔；方形滑块套的两侧设有垂直于螺纹孔的支架滑动通孔；位移传感器通过支架滑动通孔套接在传感器支架上；

所述的位移传感器分别包括：位移传感器ⅰ221、位移传感器ⅱ222、位移传感器ⅲ223、位移传感器ⅳ224、位移传感器ⅴ225；

所述的立柱25设有若干个销通孔，立柱25两侧侧面上设滑块槽；滑块座设在滑块槽内；滑块槽中垂直设有多个定位孔；

所述的滑块座设有c型导轨槽；c型导轨卡槽两端面还设有销孔；滑块座的销孔通过定位销钉定位在滑块槽中的定位孔上；

所述的位移传感器支架固定在滑块座上；滑块座套接在立柱25上；立柱25底面垂直固定在底板座24上；底板座24上设有四个0形孔，通过四个螺栓和垫片使底板座24固定在工作台3上；

所述的位移传感器尾部设有方形滑块套；相对的端面上设有螺纹孔；方形滑块套的两侧设有垂直于螺纹孔的滑孔；

所述的位移传感器支架包括，直角双位移传感器支架、单位移传感器支架31；

所述的单位移传感器支架为棱形金属构件；

所述的直角双位移传感器是由两个单位移传感器支架呈90角垂直固定连接而成；

所述的直角双位移传感器支架包括：直角双位移传感器支架ⅱ33、直角双位移传感器支架ⅰ32；

所述的滑块座包括：滑块座ⅲ263、滑块座ⅱ262、滑块座ⅰ261，滑块座ⅲ263与直角双位移传感器支架ⅱ33固定连接；滑块座ⅱ262与直角双位移传感器支架ⅰ32固定连接；滑块座ⅰ261与单位移传感器支架31固定连接；

所述的位移传感器ⅰ221套接在单位移传感器支架31上；单位移传感器支架31固定在滑块座ⅰ261上；滑块座ⅰ261通过销钉定位在立柱25的下部；

所述的位移传感器ⅱ222与位移传感器ⅲ223分别套接在直角双位移传感器支架ⅰ32上；直角双位移传感器支架ⅰ32固定到滑块座ⅱ262上；滑块座ⅱ262通过销钉定位在立柱25的中下部；且保持直角双位移传感器支架ⅰ32与工作台平行；

所述的位移传感器ⅲ223与位移传感器ⅳ224套接在直角双位移传感器支架ⅱ33上；直角双位移传感器支架ⅱ33固定在滑块座ⅲ263上；滑块座ⅲ263通过销钉定位在立柱25的上部，且保持直角双位移传感器支架ⅱ33与工作台平行；

所述的单位移传感器支架31与直角双位移传感器支架ⅰ32的角平分线平行；

所述的测试棒21通过刀柄51夹持，并安装在数控机床电主轴端面的锥孔中；

所述的移传感器ⅳ224和位移传感器ⅴ225的夹角为90度，位移传感器ⅲ223与位移传感器ⅱ222的夹角为90度，直角双位移传感器支架ⅱ33与直角双位移传感器支架ⅰ32之间的距离可以根据用户需要进行调节；

所述的五点式位移检测是通过位移传感器ⅰ221、位移传感器ⅱ222和位移传感器ⅲ223、位移传感器ⅳ224和位移传感器ⅴ225，同时在测试棒21旋转状态下测量测试棒21四个径向和一个轴向位置的偏移量，将采集的位移信号通过数据采集端116上传给检测服务器；

实施例3：一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的温度检测法

参见图6所示，一种便携式数控装备综合性能监测组件的温度检测法；

所述的温度检测法采用温度检测组件；将温度传感器通过磁力吸座吸附在需要测量温度的位置测量温度信号，通过温度调理模块115、数据采集端116将采集的温度信号上传到检测服务器；

例如：所述的温度检测组件根据使用检测的位置不同分为刀柄温度检测组件、下电主轴温度检测组件、上电主轴检测组件；

所述的刀柄温度检测组件吸附在刀柄51旁非旋转位置；下电主轴温度检测组件吸附在电主轴7下方非旋转位置；上电主轴检测组件吸附在电主轴7上方非旋转位置；通过刀柄温度检测组件、下电主轴温度检测组件和上电主轴检测组件采集到的温度信号通过温度调理模块115和数据采集端116上传给检测服务器；

实施例4：一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的振动检测法

参见图7所示，一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的振动检测法；所述的振动检测法采用振动检测组件；将振动传感器通过磁力吸座吸附在需要测量振动的位置测量振动信号，通过数据采集端116将采集的振动信号上传到检测服务器；

例如：采用三向振动传感器吸附在数控机床电主轴7下端面非旋转的台阶上；采集到的振动信号通过数据采集端116上传给检测服务器；

实施例5：一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的噪声检测法

参见图8所示的，一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的噪声检测法，

所述的噪声检测法采用噪声检测组件；将噪声传感器固定噪声传感器支架上，放置在需要测量噪声的位置测量噪声信号，通过数据采集端116将采集的噪声信号上传到检测服务器；

所述的噪声传感器套接在噪声传感器支架上；噪声传感器垂直固定在噪声传感器底板上；

所述的噪声传感器支架包括：单杆式噪声传感器支架、套筒式传感器支架6231和倒l型噪声传感器支架6232；

所述的单杆式噪声传感器支架四棱形金属构件；

所述的单杆式噪声传感器支架分为：前端传感器支架621、左侧传感器支架622、右侧传感器支架624；

所述的倒l型架6232是由两根单杆式噪声传感器呈90垂直角度，固定连接的金属构件；

所述的噪声传感器底板包括：前端底座板611、后端底座板613、左侧底座板612、右侧底座板614；

所述的前端传感器支架621垂直固定在前底座板611上；套筒式传感器支架6231垂直固定在后端底座板613上；左侧传感器支架622垂直固定在左侧底座板612上；右侧传感器支架624垂直固定在右侧底座板614上；倒l型架尾部套在套筒式传感器支架6231内，套筒式传感器支架6231上设有固定螺栓及螺栓通孔；通过螺栓及螺栓通孔固定倒l型架6232；

所述的噪声传感器尾部设有方形滑块套；相对的端面上设有螺纹孔；方形滑块套的两侧设有垂直于螺纹孔的滑孔；

所述的噪声传感器根据测试位置不同，分为前侧噪声传感器631、后侧噪声传感器633、左侧噪声传感器632、右侧噪声传感器634、顶部噪声传感器635；

所述的前侧噪声传感器631套接在前端传感器支架621中部；后侧噪声传感器633套接在套筒式传感器支架6231上部；左侧噪声传感器632套接在左侧传感器支架622中部；右侧噪声传感器634套接在右侧底座板614中部；

所述的分为前侧噪声传感器631、后侧噪声传感器633、左侧噪声传感器632和右侧噪声传感器634处于同一水平面上，被测数控装备在四个传感器感应范围中心处；四个传感器距离数控装备1米，距离地面1.5米；

所述的顶部噪声传感器635设在四个传感器感应范围中心轴上端的倒l型架6232正上方，距离数控装备1.5米；

所述的噪声传感器所采集到的噪声数据信号通过数据采集端116上传给检测服务器；

实施例6：一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的电流检测法

所述的电流检测法采用电流检测组件；将电流互感器固定在电流互感器支架上放置在需要测量电流的位置，将需要测量的导线从电流互感器中穿过就能够测量电流信号，通过电流调理模块113、数据采集端116将采集的电流信号上传到检测服务器；

例如：检测数控机床机械主轴伺服电机的三项电流，将伺服电机的三根电源线分别从三个电流互感器中穿过，三个电流互感器并排固定在电流互感器支架上，三个电流互感器采集电流信号，电流信号通过电流调理模块113、数据采集端116上传给检测服务器；

实施例7：一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的电压检测法

所述的电压检测法采用电压检测组件；将电压传感器固定在电压传感器支架上放置在需要测量电压的位置，电压传感器测量电压信号，通过电流调理模块113、数据采集端116将采集的电压信号上传到检测服务器；

例如：检测数控机床机械主轴伺服电机的三项电压，将三个电压传感器并排固定在电压传感器支架上，三个电压传感器采集电压信号，电压信号通过电流调理模块113、数据采集端116上传给检测服务器；

实施例8：一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的分析方法

参见图12所述的一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台的分析方法主要包括六步：特征数据选择、特征数据获取、特征数据清洗、特征数据处理、应用分析、数据存储及可视化

1）特征数据选择

不同类型的数控装备具有不同的特征数据，同一种数控装备可用多个特征数据描述；根据用户对数控装备的需求及应用分析的目的，从数控装备所有特征数据中选择出能够表征数控装备故障模式/失效模式的少量特征数据；特征选择需要遵循可测性、典型性、针对性、敏感性、可靠性、集中性等原则；数控装备的特征信号包括：振动、噪声、位移、变形、温度、电流、电压等；

2）特征数据获取

依据选择的数控装备的特征数据，利用一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台，从位移检测组件、温度检测组件、振动检测组件、噪声检测组件、电流检测组件、电流检测组件等中选择需要的检测组件或检测元件，然后装配与安装好检测服务器和选择的检测组件或检测元件；然后启动受试数控装备和便携式数控装备综合性能检测、分析平台，开始采集受试数控装备的综合性能参数的数据；

3）特征数据清洗

由于采集的初始综合性能数据中包含了大量的缺失值、噪声及异常点，需要对其进行数据清洗；特征数据清洗包括：去除奇异点、滤波降噪、去除趋势项和处理残缺数据；使数据都是意义明确的、正确的、规范的表达，提高数据的可用性；

所述的去除奇异点采用幅值门限法、标准方差法或统计方差平滑法等；滤波降噪采用小波降噪、小波包降噪或多小波降噪等；去除趋势项采用最小二乘法等；

4）特征数据处理

特征数据处理是指把清洗后的特征数据转化为应用分析所需数据的过程，能够有效提高应用分析的精度和准确性；特征数据处理包括特征提取和特征选择；

特征提取为数据级特征提取或特征级特征提取；数据级特征提取的特征值主要有时域特征、频域特征、时频联合和自定义特征；时域特征包括均方、峰度、翘度、方差等；频域特征包括基频、倍频等；时频联合包括emd、小波变换等；自定义特征包括三相电流包络谱、hht谱图像特征、轴心轨迹包络圆等；时域分析能够获取时域特征，时域分析是指在时域内对数据进行统计特征计算、相关性分析等；时频分析方法包括：小波分解、小波包分解、经验模态分解或hilbert-huang变换等；频域分析能够获取频域特征，频域分析研究的是数据的频率成分、各频率分量的大小、故障特征频率；频域分析方法包括：包络谱分析、倒频谱分析、细化谱分析、功率谱分析、双谱分析或相干谱分析等；

特征级特征取根据映射函数为线性特征提取或非线性特征提取；线性特征提取方法包括：主成分分析、线性判别分析、独立成分分析或最大间距准则等；非线性特征提取方法包括：核方法、流行学习方法或自编码器等；核方法包括：核主成分分析、核线性判别分析或核局部线性判别分析；流行学习方法包括：等距映射算法、局部线性嵌入算法、拉普拉斯特征映射算法、海赛局部线性嵌入算法、局部切空间排列算法或地标等距特征映射算法；自编码器包括：去噪自编码器、栈式自编码器或深度自编码器等；

特征选择是指剔除不相关或者冗余的特征，减少有效特征的数量，减少应用分析时模型训练的时间，提高应用分析时模型的精确度；特征选择方法主要包括：wrapper、filter、embedded、hybrid等；

5）应用分析

依据选择的特征数据，针对数控装备开展基于特征数据的应用分析，应用分析主要包括：数控装备的综合性能评价、健康状态评估、故障诊断、故障预警等；

数控装备的综合性能评价是将数控装备多个性能参数综合在一起进行评价，首先针对多个性能参数进行归一化处理，其次采用模糊综合评判构建模糊综合评价模型；一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台运用绘制雷达图实现数控装备综合性能的评价；

健康状态评估为在设定的时间内和设定的条件下，评价数控装备系统、部件、零件保持一定的可靠性水平和维修水平，并完成设定功能的能力；健康传统评估包括：模型驱动的方法、数据驱动的方法、知识驱动的方法和混合驱动的方法；一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台运用ds证据理论和构建决策空间的方法实现数控装备的健康状态评价；

故障诊断利用一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台采集的症状，查找或推理数控装备故障组件的过程；故障诊断包括基于数学模型的故障诊断方法和基于人工智能的故障诊断方法；一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台运用局部函数和模糊规则，进行模糊推理实现模糊故障诊断；

故障预警利用一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台采集的可靠性前兆，在数控装备真正发生故障之前，及时预报数控装备的异常状态，采取相应的措施，从而最大程度的降低数控装备故障所造成的损失；数控装备故障预警包括：基于机理模型的方法、基于知识的方法和基于数据驱动的方法；一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台运用自学习阈值和趋势滤波的方法实现故障预警；

6）数据存储及可视化

一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台能够存储采集的所有数据，同时具有对历史数据进行回放和应用分析的功能；一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台具有人机操作界面通过交互端实现可视化显示；在人机操作界面上操作能实现应用分析；数据可视化是将一种便携式数控装备综合性能检测、分析平台采集的数据、空间坐标和不同位置数据间的联系等映射为可视化洞察数据和数据背后隐含的现象和规律，例如：对振动、噪声、位移、电流等时域类数据进行实时时域信号显示；对利用两点式位移检测采集的数据绘制的轴心轨迹进行显示；对频谱分析和小波分析的结果进行显示。