机床性能检测系统、方法及数控机床技术方案

本发明专利技术提供一种机床性能检测系统、方法及数控机床，所述机床性能检测系统包括：测试执行单元，用于按照测试方案运行机床；测试数据获取单元，用于获取所述机床按照所述测试方案运行时产生的测试数据，所述测试数据采集于机床自带传感器；或/和测试数据处理单元，用于将所述测试数据进行分析处理，获得机床性能分析数据。本发明专利技术能充分利用数控系统中的计算及硬件资源，在不增加硬件成本的前提下，完成对各种类型机床各项性能的检测。

Machine tool performance testing system, method and numerical control machine tool

The invention provides a machine tool performance testing system, a method and a numerical control machine tool. The machine tool performance testing system comprises a test execution unit for running the machine tool according to the test scheme, a test data acquisition unit for acquiring the test data generated by the machine tool running according to the test scheme, and the test data. The data are collected from the sensor on the machine tool, or/or the test data processing unit, which is used to analyze and process the test data and obtain the performance analysis data of the machine tool. The invention can make full use of the computing and hardware resources in the numerical control system, and complete the performance testing of various types of machine tools without increasing the hardware cost.

【技术实现步骤摘要】
机床性能检测系统、方法及数控机床
本专利技术属于数控机床
，涉及一种机床的性能检测工具，特别是涉及一种机床性能检测系统、方法及数控机床。
技术介绍
机床(machinetool)是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多，除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。数控是数字控制的简称，数控技术是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。在机床行业，生产设备传统与现代区别的标志是传统机床和数控机床，这已成为行业共识。机床单机智能化和自动化即数控机床是机床工业的方向，其高精、高细、高速、柔性、智能，是现代工业的标志。由数控机床现场调试经验可知，数控机床机械及电气硬件装配及匹配问题，是导致数控机床加工性能不达标的主要原因。因此有必要在数控机床生产装配或在客户现场发生故障时对机床机械及电气硬件进行性能检测以发现其故障。现有的机床机械及电气硬件性能检测需依靠外部设备，如千分表、激光干涉仪、万用表、外部传感器及检测设备等，受到现场检测条件及检测成本制约。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种机床性能检测系统、方法及数控机床，用于解决现有机床机械及电气硬件的性能检测需依靠外部设备的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种机床性能检测系统，所述机床性能检测系统包括：测试执行单元，用于按照测试方案运行机床；测试数据获取单元，用于获取所述机床按照所述测试方案运行时产生的测试数据，所述测试数据采集于机床自带传感器；或/和测试数据处理单元，用于将所述测试数据进行分析处理，获得机床性能分析数据。于本专利技术的一实施例中，所述测试执行单元包括：检测内容设置单元，用于设置需检测的机床部件及相关检测参数；测试方案生成单元，用于根据所述检测内容设置单元的设置生成所述测试方案；或/和测试方案执行单元，用于控制机床根据所述测试方案的指示进行测试运行。于本专利技术的一实施例中，所述机床性能检测系统还包括：测试数据存储单元，与所述测试数据获取单元通信相连，用于将所述测试数据存储为一检测数据存储文件，所述检测数据存储文件与所述测试方案和测试时间一一对应；所述测试数据存储单元还与所述测试数据处理单元通信相连，用于将所述机床性能分析数据存储为一检测结果存储文件，所述检测结果存储文件与所述测试方案和测试时间一一对应。于本专利技术的一实施例中，所述机床性能检测系统还包括：检测数据显示单元，与所述测试数据处理单元通信相连，用于显示所述机床性能分析数据；或/和第一优化指南单元，与所述检测数据显示单元通信相连，用于提供理想的机床性能分析数据或/和典型的机床性能故障数据，以供与所述机床性能分析数据对比或参考。于本专利技术的一实施例中，所述测试数据处理单元包括：预处理子单元，用于将所述测试数据进行预处理，获得能直接用于机床性能分析的数据；所述预处理子单元包括滑动平均模块，数据分段模块，数据过滤模块，去均值模块，去趋势项模块，数据转换模块，低通滤波模块，高通滤波模块或/和带通滤波模块；分析子单元，与所述预处理子单元通信相连，用于将所述能直接用于机床性能分析的数据分析处理成直观的机床性能分析结果；所述分析子单元包括均值模块，最值模块，傅里叶变换模块，小波变换模块或/和波动分析模块。于本专利技术的一实施例中，所述需检测的机床部件包括：主轴、进给轴或/和旋转轴；所述相关检测参数包括：位置、位移、速度、速度波动、速度离心、功率、运动误差、力矩或/和扭矩。于本专利技术的一实施例中，所述机床包括伺服电机和伺服驱动器；所述机床自带传感器包括：电流传感器，设置于所述伺服驱动器内，用于采集所述伺服驱动器驱动所述伺服电机工作的电流；编码器，设置于所述伺服电机上，用于测量所述伺服电机工作时的磁极位置、电机转角及转速；或/和光栅尺，设置于所述机床的固定部件上，用于采集所述机床的运动部件的位置或/和位移。于本专利技术的一实施例中，所述测试数据通过数据采集模块和总线通讯模块传输至所述测试数据获取单元；所述数据采集模块设置于所述伺服驱动器上，并与所述机床自带传感器通信相连，用于采集所述机床自带传感器获得的检测数据；所述总线通讯模块分别与所述数据采集模块和所述测试数据获取单元通信相连，用于将所述数据采集模块所采集的检测数据上传至所述测试数据获取单元，供所述测试数据处理单元进行分析处理，获得所述机床性能分析数据。于本专利技术的一实施例中，所述测试数据获取单元通过一远程通信模块与一远程终端通信相连；所述测试数据处理单元设置于所述远程终端中，所述远程终端为电脑或者服务器；所述远程通信模块将所述测试数据上传至所述远程终端以供统计参考；所述远程终端还包括：检测情况显示单元，与所述测试数据处理单元通信相连，用于显示所述机床性能分析情况；或/和第二优化指南单元，与所述检测情况显示单元通信相连，用于提供理想的机床性能分析情况或/和典型的机床性能故障情况，以供与所述机床性能分析情况对比或参考。本专利技术还提供一种数控机床，所述数控机床包括：机床本体；与所述机床本体匹配通信的所述的机床性能检测系统。于本专利技术的一实施例中，所述数控机床还包括：远程通信模块，与所述测试数据获取单元通信相连，用于将所述测试数据上传至一远程终端以供分析处理；所述远程终端为电脑或者服务器；所述远程终端包括：处理单元，用于将所述测试数据进行分析处理，获得机床性能分析情况；显示单元，与所述处理单元通信相连，用于直观地显示所述机床性能分析情况；指南单元，与所述显示单元通信相连，用于提供理想的机床性能分析情况或/和典型的机床性能故障情况，以供与所述机床性能分析情况对比或参考。本专利技术还提供一种机床性能检测方法，所述机床性能检测方法包括：测试执行步骤，按照测试方案运行机床；测试数据获取步骤，获取所述机床按照所述测试方案运行时产生的测试数据，所述测试数据采集于机床自带传感器；或/和测试数据处理步骤，将所述测试数据进行分析处理，获得机床性能分析数据。于本专利技术的一实施例中，所述测试执行步骤包括：检测内容设置步骤，设置需检测的机床部件及相关检测参数；测试方案生成步骤，根据所述检测内容设置步骤的设置生成所述测试方案；或/和测试方案执行步骤，控制机床根据所述测试方案的指示进行测试运行。于本专利技术的一实施例中，所述机床性能检测方法还包括：测试数据存储步骤，将所述测试数据存储为一检测数据存储文件，所述检测数据存储文件与所述测试方案和测试时间一一对应；所述测试数据存储步骤还包括将所述机床性能分析数据存储为一检测结果存储文件，所述检测结果存储文件与所述测试方案和测试时间一一对应；检测数据显示步骤，显示所述机床性能分析数据；或/和优化指南步骤，提供理想的机床性能分析数据或/和典型的机床性能故障数据，以供与所述机床性能分析数据对比或参考。于本专利技术的一实施例中，所述测试数据处理步骤包括：将所述测试数据进行预处理，获得能直接用于机床性能分析的数据的预处理子步骤；所述预处理的方法包括滑动平均算法，数据分段算法，数据过滤算法，去均值算法，去趋势项算法，数据转换算法，低通滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机床性能检测系统，其特征在于，所述机床性能检测系统包括：测试执行单元，用于按照测试方案运行机床；测试数据获取单元，用于获取所述机床按照所述测试方案运行时产生的测试数据，所述测试数据采集于机床自带传感器；或/和测试数据处理单元，用于将所述测试数据进行分析处理，获得机床性能分析数据。

【技术特征摘要】
1.一种机床性能检测系统，其特征在于，所述机床性能检测系统包括：测试执行单元，用于按照测试方案运行机床；测试数据获取单元，用于获取所述机床按照所述测试方案运行时产生的测试数据，所述测试数据采集于机床自带传感器；或/和测试数据处理单元，用于将所述测试数据进行分析处理，获得机床性能分析数据。2.根据权利要求1所述的机床性能检测系统，其特征在于，所述测试执行单元包括：检测内容设置单元，用于设置需检测的机床部件及相关检测参数；测试方案生成单元，用于根据所述检测内容设置单元的设置生成所述测试方案；或/和测试方案执行单元，用于控制机床根据所述测试方案的指示进行测试运行。3.根据权利要求2所述的机床性能检测系统，其特征在于：所述需检测的机床部件包括：主轴、进给轴或/和旋转轴；所述相关检测参数包括：位置、位移、速度、速度波动、速度离心、功率、运动误差、力矩或/和扭矩。4.根据权利要求1所述的机床性能检测系统，其特征在于，所述机床性能检测系统还包括：测试数据存储单元，与所述测试数据获取单元通信相连，用于将所述测试数据存储为一检测数据存储文件，所述检测数据存储文件与所述测试方案和测试时间一一对应；所述测试数据存储单元还与所述测试数据处理单元通信相连，用于将所述机床性能分析数据存储为一检测结果存储文件，所述检测结果存储文件与所述测试方案和测试时间一一对应。5.根据权利要求1所述的机床性能检测系统，其特征在于，所述机床性能检测系统还包括：检测数据显示单元，与所述测试数据处理单元通信相连，用于显示所述机床性能分析数据；或/和第一优化指南单元，与所述检测数据显示单元通信相连，用于提供理想的机床性能分析数据或/和典型的机床性能故障数据，以供与所述机床性能分析数据对比或参考。6.根据权利要求1所述的机床性能检测系统，其特征在于，所述测试数据处理单元包括：预处理子单元，用于将所述测试数据进行预处理，获得能直接用于机床性能分析的数据；所述预处理子单元包括滑动平均模块，数据分段模块，数据过滤模块，去均值模块，去趋势项模块，数据转换模块，低通滤波模块，高通滤波模块或/和带通滤波模块；分析子单元，与所述预处理子单元通信相连，用于将所述能直接用于机床性能分析的数据分析处理成直观的机床性能分析结果；所述分析子单元包括均值模块，最值模块，傅里叶变换模块，小波变换模块或/和波动分析模块。7.根据权利要求1所述的机床性能检测系统，其特征在于，所述机床包括伺服电机和伺服驱动器；所述机床自带传感器包括：电流传感器，设置于所述伺服驱动器内，用于采集所述伺服驱动器驱动所述伺服电机工作的电流；编码器，设置于所述伺服电机上，用于测量所述伺服电机工作时的磁极位置、电机转角及转速；或/和光栅尺，设置于所述机床的固定部件上，用于采集所述机床的运动部件的位置或/和位移。8.根据权利要求7所述的机床性能检测系统，其特征在于：所述测试数据通过数据采集模块和总线通讯模块传输至所述测试数据获取单元；所述数据采集模块设置于所述伺服驱动器上，并与所述机床自带传感器通信相连，用于采集所述机床自带传感器获得的检测数据；所述总线通讯模块分别与所述数据采集模块和所述测试数据获取单元通信相连，用于将所述数据采集模块所采集的检测数据上传至所述测试数据获取单元，供所述测试数据处理单元进行分析处理，获得所述机床性能分析数据。9.根据权利要求1所述的机床性能检测系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志浩，牟恩旭，
申请(专利权)人：沈机上海智能系统研发设计有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31