[发明专利]一种智能数控机床及其监控方法

说明书

技术领域

一种数控机床及其监控方法，属于数控机床控制技术领域，主要涉及一种智能数控机床及其监控方法。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，数控机床领域得到了大力发展，越来越多的数控机床被应用于各种加工工厂，成为不可或缺的零件加工设备。然而，随着加工零件的加工精度要求不断提高，对智能数控机床的控制提出了更高的要求。目前，对数控机床的监控主要依靠人工凭经验监控，劳动强度大、监控精度低，不满足人们的日常需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种智能数控机床及其监控方法，结构简单、监测精度高、系统稳定性和可靠性高、可以实现无线长距离实时监控，使用寿命长。

本发明的目的是这样实现的：

一种智能数控机床，包括主控制器、PC机、测量终端和路由器，所述测量终端、路由器、主控制器和PC机依次建立连接关系，所述测量终端包括第一射频模块，路由器包括第二射频模块，主控制器包括第三射频模块，所述第一射频模块、第二射频模块和第三射频模块依次建立双向数据通讯连接。

优选地，所述第一射频模块、第二射频模块和第三射频模块型号均为CC2530。

进一步地，所述主控制器与PC机之间通过RS232通讯协议或RS485通讯协议建立通讯连接。

进一步地，所述测量终端还包括传感器模块、传感器控制模块和电源模块，所述电源模块输出端分别与传感器模块和传感器控制模块建立连接关系，传感器模块和传感器控制模块建立双向数据通讯连接关系，传感器控制模块与第三射频模块建立双向数据通讯连接。

进一步地，所述电源模块采用的是微型电池，为无线传感器提供工作时所需的电能；传感节点分布在采集点上，传感器负责对信息进行采集，采集后的模拟信号经过A/D转换器把模拟信号转化为数字信号；无线传感节点中各部分模块的工作是由传感器控制模块处理的，它由存储器和处理器组成；而与无线传感网络中其他节点的通信由第一射频模块完成，与其他节点的数据传递和信息的采集和发送。

进一步地，所述主控制器包括GPRS智能网关和主控芯片，所述主控芯片分别与GPRS智能网关和第三射频模块建立连接关系，所述GPRS智能网关与第三射频模块并联连接。

一种智能数控机床监控方法，包括以下步骤：

步骤一，启动前检测：设备启动前，主控制器对智能数控机床进行启动前检测，将检测出的问题通过PC机的显示单元显示报错。

步骤二，数据采集：步骤一自检完毕后，测量终端开始对数控机床的各参数进行数据采集。

进一步地，步骤二中所述测试终端中的传感器模块为温度传感器，使用温度传感器对数控机床热量进行采集。

进一步地，所述机床热量包括电机热量、轴承热量、齿轮热量和主轴热量。

优选地，所述温度传感器型号为DB18B20。

进一步地，对于主轴热量的采集，可设主轴起始温度为T₀，t时刻x处温度为T(x,t)，主轴的热变形量可表示为：

式中，ΔL为主轴热变形量；α为主轴线性膨胀系数；L为主轴原始长度。

由上式可得，主轴在t时刻的形变量是关于该时刻主轴温度场分布的积分函数，由积分中值定理可得：

式中，T(ξ,t)为t时刻机床主轴上某一点温度值，其中，0＜ξ＜L。

可得出：

ΔL＝αL[T(ξ,t)-T₀]

由上述公式可知，在某一确定的时刻，机床的主轴上一定有x＝ξ处，可以单独表示机床主轴在此时刻的热变形量，并且热变形量和这一点的温度变化成线性关系。

步骤三，数据传输：通过建立ZigBee网络与GPRS网络无线传输连接，将步骤二中采集到的数据传输到管理层的PC机终端，实现全程实时对数控机床进行监控。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果，本发明的结构合理，通过ZigBee网络与GPRS网络建立连接关系，将数控机床的监测参数通过无线网络传递给管理层PC机进行实时监控，监测精度高。本发明自动化程度高，系统运行稳定性和可靠性高，可以实现无线长距离实时监控，使用寿命长，易于实现。

附图说明

图1是本发明的整体结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。