[发明专利]一种机床组部件运动状态的可视化评估装置及方法

权利要求书

1.一种机床组部件运动状态的可视化评估方法，其特征在于，提供一种可视化评估装置，由电控平台和组部件安装平台组成，电控平台包括控制单元、模拟量采集卡、可视化分析单元和驱动器单元，组部件安装平台包括组部件安装单元和空载电机安装单元；待评估组部件安装于组部件安装单元，机床其他运动组部件的驱动电机分别安装于空载电机安装单元；驱动器单元设置有与机床运动轴数相同的驱动器，分别与待评估组部件的驱动电机和其他运动组部件的空载驱动电机一一对应连接；与待评估组部件的驱动电机连接的驱动器还与模拟量采集卡连接，用于将待评估组部件驱动电机的动态负载传递给模拟量采集卡；控制单元一方面与各驱动器连接，向驱动器发送运动指令信号，一方面与模拟量采集卡连接进行数据通讯，同时控制单元还与可视化分析单元连接；控制单元内可导入工件加工路径，驱动器单元的各驱动器分别接收控制单元的运动指令信号驱动待评估组部件以及其他运动组部件的驱动电机定位运动，并将各驱动电机的实时位置反馈给控制单元，同时待评估组部件的驱动电机将其动态负载反馈给与其连接的驱动器，模拟量采集卡对该驱动器内的负载数据进行提取并反馈到控制单元，控制单元对负载数据进行处理生成可视化数据文件并导入至可视化分析单元，可视化分析单元对可视化数据文件进行图形显示和数据分析；

该可视化评估方法通过待评估组部件与机床其他运动组部件空载驱动电机配合进行空跑合工件加工路径，利用模拟量采集卡提取待评估组部件驱动电机的动态负载数据，并以色谱图的形式反映工件加工路径上每个点的负载大小，进而分析机床运动状态是否存在异常，具体包括以下步骤：

A．将待评估组部件按机床实际运动状态安装，并将其驱动电机以及机床其他运动组部件的空载驱动电机分别通过驱动器与控制单元连接，控制单元内导入工件加工路径；

B．启动控制单元按照工件加工路径进行空跑合；

C．通过模拟量采集卡对待评估组部件驱动电机的动态负载（输出电流）进行数据提取和采集；

D．将路径点的实时位置数据拟合成三维图形，并将同步采集到的负载数据映射到三维图形上，生成待评估组部件的负载可视化数据图形，负载可视化数据图形以色谱图形式显示，根据负载数据大小显示不同的颜色；

E．对负载可视化数据图形进行分析，判断色谱图中是否存在异常纹路，若存在异常纹路，则表明待评估组部件的运动状态存在异常；若无异常纹路，则表明待评估组部件的运动状态正常。

2.根据权利要求1所述的一种机床组部件运动状态的可视化评估方法，其特征在于，所述组部件安装平台的数量为一个或多个。

3.根据权利要求2所述的一种机床组部件运动状态的可视化评估方法，其特征在于，所述组部件安装平台为一个时，所述组部件安装单元由一个安装位或多个安装位组成；由一个安装位组成时，其安装位结构与机床待评估组部件结构相适应；由多个安装位组成时，各安装位结构分别与机床各运动组部件的结构一一对应。

4.根据权利要求2所述的一种机床组部件运动状态的可视化评估方法，其特征在于，所述组部件安装平台为多个时，所述组部件安装单元由一个安装位组成，各组部件安装平台上的安装位结构分别与机床各运动组部件的结构一一对应。

5.根据权利要求1所述的一种机床组部件运动状态的可视化评估方法，其特征在于，对于步骤E中所述存在异常纹路的情况，可继续对异常纹路进行分析，具体包括：

F．对异常纹路的色差数据进行量化，包括异常纹路的条数、尺寸以及距离，找出异常纹路的规律性特征，并根据异常纹路的规律性特征分析可能产生的原因或机械部位。

6.根据权利要求5所述的一种机床组部件运动状态的可视化评估方法，其特征在于，所述步骤F之后，还包括：

G．根据分析结果对待评估组部件的机械状态进行调整，并返回步骤B。

7.根据权利要求5或6所述的一种机床组部件运动状态的可视化评估方法，其特征在于，步骤D中所述的负载可视化图形以及步骤F中量化的色差数据能够记录和保存。