[发明专利]一种使用机械位置坐标监测数控机床丝杠磨损的方法

说明书

本发明涉及工业数据采集与分析技术领域，尤其是一种使用机械位置坐标监测数控机床丝杠磨损的方法，具体步骤如下：实时采集机床机械坐标系X、Y、Z轴的位置坐标，实时采集的频率能够根据实际需要自行确定；计算全行程内各个位置点的滑移频次，机械坐标系的零点为机床固有的零点位置，螺母座在丝杠行程范围内反复移动，形成若干重复的轨迹；统计该轨迹在丝杠行程内某处坐标点重复频次，并以丝杠坐标值为横轴，以频次为纵轴形成一条滑移频次曲线，该曲线便可间接反映丝杠行程某处被磨损的程度情况。该方法能够指导操作工人装夹、编程，促使丝杠均匀磨损，延长丝杠的使用寿命，提高丝杠精度的保持性。

技术领域

本发明涉及工业数据采集与分析技术领域，尤其涉及一种使用机械位置坐标监测数控机床丝杠磨损的方法。

背景技术

在数控机床加工过程中，丝杠是数控机床非常关键的运动部件，直接影响着数控机床的加工精度，丝杠在使用过程中与螺母座存在频繁的滑移运动，滑移会导致磨损，不同的行程区间磨损程度不一致，就会导致丝杠的精度表现性能下降，精度丧失、性能劣化等情况的发生。目前很多主流的方法是通过采集丝杠运动时驱动电机的电流信号、螺母座的振动信号，并通过数据分析、信号标定来进行监测，该方法需要加工数据采集器、传感器等额外硬件，并使用复杂的数学分析方法，而且现场工况复杂，采集信号容易被干扰，不同的丝杠需要建立不同的分析模型，导致该方法难以通用化使用。因此，我们提出了一种使用机械位置坐标监测数控机床丝杠磨损的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种使用机械位置坐标监测数控机床丝杠磨损的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种使用机械位置坐标监测数控机床丝杠磨损的方法，具体步骤如下：

(1)、实时采集机床机械坐标系X、Y、Z轴的(以三轴立式加工中心为例)位置坐标，实时采集的频率能够根据实际需要自行确定，采集间隔保持在1s/次，且采集频率越高实施效果越精确；

(2)、将步骤(1)中所采集的位置坐标数据进行实时采集，并记录在相应的位置，等待计算；

(3)、计算全行程内各个位置点的滑移频次，机械坐标系的零点为机床固有的零点位置，螺母座在丝杠行程范围内反复移动，形成若干重复的轨迹；

(4)、统计该轨迹在丝杠行程内某处坐标点重复频次，并以丝杠坐标值为横轴，以频次为纵轴形成一条滑移频次曲线，由于丝杠的磨损只有螺母座滑移运动造成，并与滑移频次正相关，因此通过该曲线便可间接反映丝杠行程某处被磨损的程度情况。

优选的，为了便于程序统计绘制曲线，将丝杠在全行程内划分为若干等分段，具体统计绘制曲线时，根据当前坐标位置和上一次的坐标位置进行描点。

优选的，在实际绘制曲线时，能够将丝杠行程分成若干等分段，比如100微米为一段，即把100微米作为一个点统计一次频率，不必每1微米作为一个点统计一个频率值，能够有效减少计算量，从而提高监测效率。

本发明提出的一种使用机械位置坐标监测数控机床丝杠磨损的方法，有益效果在于：本方法提出一种通过采集机床机械坐标的方法来间接监测丝杠全行程的磨损程度的方法，机床的机械坐标可以通过数控系统的接口获取，不需加装传感器，数据采集器等硬件，实施成本低，并且不需要针对不同的丝杠建立不同的模型，具有一定的通用性。通过该方法能够指导操作工人装夹、编程，促使丝杠均匀磨损，延长丝杠的使用寿命，提高丝杠精度的保持性。

附图说明

图1为本发明提出的一种使用机械位置坐标监测数控机床丝杠磨损的方法的丝杠螺母滑移示意图。

图2为本发明提出的一种使用机械位置坐标监测数控机床丝杠磨损的方法的丝杠螺母滑移频次统计曲线图。