CN107168244A - 一种数控机床运行状态在线监测及报警*** - Google Patents

一种数控机床运行状态在线监测及报警*** Download PDF

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朱秀荣
谷占斌
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Abstract

本发明公开了一种数控机床运行状态在线监测及报警***，包括功率参数监测单元、主轴监测单元、刀具监测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；通过采用功率参数监测单元用于实时监测机床中各个电机电压信号和电流信号；采用主轴监测单元用于实时监测主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速；采用刀具监测单元用于实时监测刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度，实现了对数控机床的全面监控，有效地发挥数控装备应有的功能，并且提高设备的使用寿命。

Description

一种数控机床运行状态在线监测及报警***
技术领域
本发明涉及数据机床领域，特别涉及一种数控机床运行状态在线监测及报警***。
背景技术
随着信息化技术的发展及智能化工业的不断提升，信息化故障诊断成为工业制造企业了解和掌握设备当前使用状态，确定其整体或局部是否运转正常，提前发现故障及其原因，并能预报故障的发展趋势的技术。这种技术日益得到重视，主要原因在于制造业的迅速发展。随着数控装备工作强度的不断增大，生产效率、自动化程度越来越高，同时设备结构更加复杂多变，各部分的关联也越加密切，柔性程度提高很快。所以，即使是某个地方的一个微小故障，也有可能爆发连锁反应，导致整台设备乃至于设备有关的环境遭受灾难性的毁坏。这不仅造成巨大的经济损失，严重时还会危及人身安全，后果不堪设想。
发明内容
本发明的目的是提供一种数控机床运行状态在线监测及报警***，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提供了一种数控机床运行状态在线监测及报警***，包括功率参数监测单元、主轴监测单元、刀具监测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；所述功率参数监测单元用于实时监测机床中各个电机电压信号和电流信号，并将所监测到的机床中各个电机的电压信号和电流信号实时发送给所述中央处理器；所述主轴监测单元用于实时监测主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速，并将所监测到的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速值实时发送给所述中央处理器；所述刀具监测单元用于实时监测刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度，并将所监测到的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度值实时发送给所述中央处理器；所述中央处理器用于实时接收所述功率参数监测单元所发送的机床中各个电机的电压信号和电流信号并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的机床中各个电机的电压信号和电流信号与标准的电机的电压信号和电流信号进行实时对比，若所接收到的机床中各个电机的电压信号和电流信号两者中的一个或者两个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出功率参数监测异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述主轴监测单元所发送的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速与标准的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速进行实时对比，若所接收到的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出主轴监测异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述刀具监测单元所发送的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度与标准的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度进行实时对比，若所接收到的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出刀具监测异常报警指令；所述预警单元包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的功率参数监测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的主轴监测异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的刀具监测异常报警指令并发出第三报警声；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的机床中各个电机的电压信号和电流信号并发送给监测中心和技术指导中心；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速并发送给监测中心和技术指导中心；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度并发送给故障诊断中心和技术指导中心。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有现场监控摄像模块，所述现场监控摄像模块用于实时拍摄现场机床的工作状态，并将其通过无线传送器传送给监测中心。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有红外温度传感器，所述红外温度传感器用于采集数控机床主轴的实时温度信号，并将采集到的主轴实时温度信号通过无线传送器传送给监测中心。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有液压油在线颗粒检测仪，所述液压油在线颗粒检测仪用于监测液压油箱中的液压油中的颗粒含量。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有显示器，所述显示器用于显示数控机床使用规范信息。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有回流液压压力传感器，所述回流液压压力传感器用于监测数控机床液压站中溢流阀回流端的回流液压。
较佳地，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
较佳地，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
本发明一种数控机床运行状态在线监测及报警***，通过采用功率参数监测单元用于实时监测机床中各个电机电压信号和电流信号；采用主轴监测单元用于实时监测主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速；采用刀具监测单元用于实时监测刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度，实现了对数控机床的全面监控，有效地发挥数控装备应有的功能，并且提高设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明提供的***框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，本发明实施例提供了一种数控机床运行状态在线监测及报警***，包括功率参数监测单元、主轴监测单元、刀具监测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；所述功率参数监测单元用于实时监测机床中各个电机电压信号和电流信号，并将所监测到的机床中各个电机的电压信号和电流信号实时发送给所述中央处理器；所述主轴监测单元用于实时监测主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速，并将所监测到的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速值实时发送给所述中央处理器；所述刀具监测单元用于实时监测刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度，并将所监测到的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度值实时发送给所述中央处理器；所述中央处理器用于实时接收所述功率参数监测单元所发送的机床中各个电机的电压信号和电流信号并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的机床中各个电机的电压信号和电流信号与标准的电机的电压信号和电流信号进行实时对比，若所接收到的机床中各个电机的电压信号和电流信号两者中的一个或者两个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出功率参数监测异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述主轴监测单元所发送的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速与标准的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速进行实时对比，若所接收到的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出主轴监测异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述刀具监测单元所发送的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度与标准的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度进行实时对比，若所接收到的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出刀具监测异常报警指令；所述预警单元包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的功率参数监测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的主轴监测异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的刀具监测异常报警指令并发出第三报警声；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的机床中各个电机的电压信号和电流信号并发送给监测中心和技术指导中心；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速并发送给监测中心和技术指导中心；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度并发送给故障诊断中心和技术指导中心。
在本发明实施例中，所述中央处理器还信号连接有现场监控摄像模块，所述现场监控摄像模块用于实时拍摄现场机床的工作状态，并将其通过无线传送器传送给监测中心。所述中央处理器还信号连接有红外温度传感器，所述红外温度传感器用于采集数控机床主轴的实时温度信号，并将采集到的主轴实时温度信号通过无线传送器传送给监测中心。所述中央处理器还信号连接有液压油在线颗粒检测仪，所述液压油在线颗粒检测仪用于监测液压油箱中的液压油中的颗粒含量。所述中央处理器还信号连接有显示器，所述显示器用于显示数控机床使用规范信息。所述中央处理器还信号连接有回流液压压力传感器，所述回流液压压力传感器用于监测数控机床液压站中溢流阀回流端的回流液压。所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
综上所述，本发明实施例提供的一种数控机床运行状态在线监测及报警***，通过采用功率参数监测单元用于实时监测机床中各个电机电压信号和电流信号；采用主轴监测单元用于实时监测主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速；采用刀具监测单元用于实时监测刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度，实现了对数控机床的全面监控，有效地发挥数控装备应有的功能，并且提高设备的使用寿命。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种数控机床运行状态在线监测及报警***，其特征在于，包括：功率参数监测单元、主轴监测单元、刀具监测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；
所述功率参数监测单元用于实时监测机床中各个电机的电压信号和电流信号，并将所监测到的机床中各个电机的电压信号和电流信号实时发送给所述中央处理器；
所述主轴监测单元用于实时监测主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速，并将所监测到的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速值实时发送给所述中央处理器；
所述刀具监测单元用于实时监测刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度，并将所监测到的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度值实时发送给所述中央处理器；
所述中央处理器用于实时接收所述功率参数监测单元所发送的机床中各个电机的电压信号和电流信号并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的机床中各个电机的电压信号和电流信号与标准的电机的电压信号和电流信号进行实时对比，若所接收到的机床中各个电机的电压信号和电流信号两者中的一个或者两个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出功率参数监测异常报警指令；
所述中央处理器还用于实时接收所述主轴监测单元所发送的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速与标准的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速进行实时对比，若所接收到的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出主轴监测异常报警指令；
所述中央处理器还用于实时接收所述刀具监测单元所发送的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度与标准的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度进行实时对比，若所接收到的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出刀具监测异常报警指令；
所述预警单元包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的功率参数监测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的主轴监测异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的刀具监测异常报警指令并发出第三报警声；
所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的机床中各个电机的电压信号和电流信号并发送给监测中心和技术指导中心；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的主轴的轴位移值、轴振动信号、以及轴转速并发送给监测中心和技术指导中心；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的刀具拉杆的位置、刀具磨损量以及刀具的硬度并发送给故障诊断中心和技术指导中心。
2.如权利要求1所述的一种数控机床运行状态在线监测及报警***，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有现场监控摄像模块，所述现场监控摄像模块用于实时拍摄现场机床的工作状态，并将其通过无线传送器传送给监测中心。
3.如权利要求1所述的一种数控机床运行状态在线监测及报警***，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有红外温度传感器，所述红外温度传感器用于采集数控机床主轴的实时温度信号，并将采集到的主轴实时温度信号通过无线传送器传送给监测中心。
4.如权利要求1所述的一种数控机床运行状态在线监测及报警***，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有液压油在线颗粒检测仪，所述液压油在线颗粒检测仪用于监测液压油箱中的液压油中的颗粒含量。
5.如权利要求1所述的一种数控机床运行状态在线监测及报警***，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有显示器，所述显示器用于显示数控机床使用规范信息。
6.如权利要求1所述的一种数控机床运行状态在线监测及报警***，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有回流液压压力传感器，所述回流液压压力传感器用于监测数控机床液压站中溢流阀回流端的回流液压。
7.如权利要求1所述的一种数控机床运行状态在线监测及报警***，其特征在于，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
8.如权利要求1所述的一种数控机床运行状态在线监测及报警***，其特征在于，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
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