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专利号: 2022102804990
申请人: 海安国洋机械科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2025-07-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.数控机床的进给轴故障检测系统,包括机箱(1)和故障检测系统,其特征在于:所述机箱(1)的内部设置有机腔(2),所述机腔(2)的内部设置有进给板(3),所述进给板(3)的两侧固定有一组滑轨(6),所述滑轨(6)上滑动连接有连接板(7),所述连接板(7)上螺纹固定有加工箱(5),所述加工箱(5)的上侧固定有刀架(4),所述进给板(3)的右端中部固定有电机(8),所述电机(8)的输出端固定有丝杠(9),一组所述滑轨(6)的右端均固定有挡板(10),所述挡板(10)的中间固定有支架,所述支架的中间与丝杠(9)的右表面轴承连接,所述连接板(7)的下表面设置有固定块(13),所述固定块(13)的内部设置有螺母(15),所述螺母(15)的内部中间与丝杠(9)转动连接,所述螺母(15)与丝杠(9)之间滑动连接有若干滚珠(14),其中一个所述挡板(10)的上表面固定有支杆(11),所述支杆(11)的下端固定有测压块(12),所述测压块(12)的内部中间固定有感压弹簧(17),所述感压弹簧(17)的下端固定有测压板(16),所述测压块(12)的内壁上安装有感压块(18),所述感压块(18)位于测压板(16)上方,所述机箱(1)的外表面安装有控制屏,所述控制屏的内部安装有进给信号处理器;

电机(8)启动时,输出端带动丝杠(9)进行转动,转动的丝杠(9)带动固定块(13)及上方固定的连接板(7)进行进给工序,实现X轴向的进给,当丝杠(9)转动时,其右侧设置的测压板(16)与丝杠(9)表面接触,当丝杠(9)转动时,若是丝杠(9)与螺母(15)间未发生松动时,测压板(16)受压并出现小距离内的上下滑动,当丝杠(9)与螺母(15)间出现松动时,测压板(16)受压将会进入到测压块(12)的内部,通过感压弹簧(17)的承压数据判断出测压板(16)是否进入到测压块(12)的内部,当丝杠(9)与螺母(15)间出现很大松动时,测压板(16)将会直接对感压块(18)进行挤压,从而方便故障检测系统进行丝杠(9)与螺母(15)间的松动检测;

压力检测单元用于检测感压块(18)的受压次数,振频检测单元用于进行丝杠(9)运行时的振动频率检测,并将检测数据形成数据库,声音收集单元预先收录丝杠(9)与螺母(15)间正常运行状态下发生摩擦时的音调数据,在进给运动开始后,实时对内部的摩擦音调进行检测,采集传输单元用于传输检测数据,松动判断单元用于根据检测数据判断螺母(15)与丝杠(9)间的松动情况,磨损判断单元用于根据音调数据识别螺母(15)与丝杠(9)间的磨损情况,显示模块将检测结果显示于控制屏上,警报模块用于车床报警及制动,以提醒工作人员进行进给工序调整。

2.根据权利要求1所述的数控机床的进给轴故障检测系统,其特征在于:所述故障检测系统包括持续监测模块、数据分析模块和结论显示模块,所述持续监测模块包括振频检测单元、压力检测单元和声音收集单元,所述数据分析模块包括采集传输单元、松动判断单元和磨损判断单元,所述结论显示模块包括显示模块和警报模块。

3.根据权利要求2所述的数控机床的进给轴故障检测系统,其特征在于:所述振频检测单元与感压弹簧(17)信号连接,所述压力检测单元与感压块(18)信号连接,所述声音收集单元安装于固定块(13)的内部,所述数据分析模块与进给信号处理器电连接,所述结论显示模块与控制屏电连接,所述持续监测模块通过数据分析模块与结论显示模块信号连接。

4.根据权利要求3所述的数控机床的进给轴故障检测系统的检测方法,其特征在于:所述故障检测系统的运行步骤如下:

S1:在丝杠(9)和螺母(15)在试运行正常期间,振频检测单元、压力检测单元和声音收集单元分别进行对应数据检测,并将检测数据设定为正常值,之后存入至数据分析模块中;

S2:在车床进行X轴方向进给移动时,持续监测模块实时对丝杠(9)与螺母(15)的运行状态进行检测,振频检测单元、压力检测单元将检测数据经采集传输单元传输至松动判断模块,进行丝杠(9)与螺母(15)间的松动情况判断;

S3:在S2进行时,声音收集单元将检测的音调数据传输至磨损判断单元,进行磨损情况判断;

S4:结论显示模块对上述检测的松动以及磨损情况进行等级分类,并经显示模块显示于控制屏上,同时警报模块根据两者等级高低的综合判断决定是否报警。

5.根据权利要求4所述的数控机床的进给轴故障检测系统的检测方法,其特征在于:所述S1中的检测数据具体标记为正常感压频率  、正常振幅频率 和正常音调频率值 。

6.根据权利要求5所述的数控机床的进给轴故障检测系统的检测方法,其特征在于:所述S2中的检测数据为车床使用时进给工序中采集到的实际感压频率 、实际振幅频率 ,其中压力检测单元检测实际运行时单位时间内的感压块(18)的受压次数, ,C为T时间段内感压块(18)的受压次数,振频检测单元用于感压弹簧(17)的受压值判断测压板(16)是否进入测压块(12)的内部,当测压板(16)未完全进入到测压块(12)的内部,压力检测单元认定为正常振动,不作次数记录,反之,进行记录,并将数据传输至松动判断单元。

7.根据权利要求5所述的数控机床的进给轴故障检测系统的检测方法,其特征在于:所述松动判断单元根据实际感压频率 、实际振幅频率 结合正常振幅频率 进行松动情况判断,首先针对实际感压频率 进行松动的初级判断,若是直接判断出丝杠(9)与螺母(15)内部出现松动,则不考虑 与 间的判断,若是实际感压频率 进行初级判断时不能直接进行松动判断时,结合振幅频率数据。

8.根据权利要求5所述的数控机床的进给轴故障检测系统的检测方法,其特征在于:所述声音收集单元对进给工序中丝杠(9)与螺母(15)间产生的音调进行采集,并将检测到的音调最大值记为实际音调频率值 ,将 与 比较,得出磨损情况。

9.根据权利要求8所述的数控机床的进给轴故障检测系统的检测方法,其特征在于:所述结论显示模块对于松动及磨损数据进行等级分类。

10.根据权利要求9所述的数控机床的进给轴故障检测系统的检测方法,其特征在于:

所述显示模块与警报模块通过控制屏对等级结果进行不同的状态显示。