[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

说明书

本发明涉及一种机床组部件运动状态的可视化评估装置及方法，由控制单元、模拟量采集卡、可视化分析单元、驱动器单元、组部件安装单元和空载电机安装单元组成，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；控制单元通过驱动器单元控制待评估组部件与机床其他运动组部件空载驱动电机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，控制单元对动态负载数据进行处理，并以色谱图的形式在可视化分析单元进行显示和分析。本发明实现了对机床组部件运动状态的线下单独评估和调整，调整方便，有效保证了组部件安装到机床上的一次性成功率。

技术领域

本发明属于机械制造领域，特别涉及一种机床组部件运动状态的可视化评估装置及方法。

背景技术

机床整体基础运动状态是由机床各个运动部件的运动状态所决定，常规三轴设备一般是由Z轴运动组件（即机头部件）、X轴运动组件（即横梁部件）、Y轴运动组件（即床身部件）的运动状态决定，五轴设备除了上述组件还包括四、五轴组部件（即转台部件），如果任意部件基础状态不好都会影响联动时的状态，最终影响整机的加工效果。目前各组部件状态评估大部分是通过组装成整机后，进行实际工件加工，依据加工效果评估整机的运动状态，再通过一些检测手段评估具体相关运动部件的基础运动状态，如果需要调整组部件的机械状态，大部分是在线上的整机状态下操作或者拆卸下来进行线下调整，可操作性很差，不便于调整机械状态且影响整机成品的一次性成功率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作简单，无需进行整机安装和实际加工的线下评估装置及方法，能够对组部件进行独立测试和分析，机械状态调整方便，有效提高组部件安装到机床上的一次性成功率。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一方面，一种机床组部件运动状态的可视化评估装置，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；驱动器单元设置有多个驱动器，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；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；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。

上述一种机床组部件运动状态的可视化评估装置，所述组部件安装平台的数量为一个或多个。

上述一种机床组部件运动状态的可视化评估装置，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。

上述一种机床组部件运动状态的可视化评估装置，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。

另一方面，一种机床组部件基础运动状态的可视化评估方法，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：