数控机床转台在机动平衡检测的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种数控机床转台在机动平衡检测的方法与装置。所述方法包括：在机获取用户设定的相关参数；在机同步采集转台的Z相脉冲信号和振动信号；在机对振动信号的数组进行整周期截取，求得各整周期振动数组对应的基准频率；在机计算得到各整周期振动数组的基频信号的幅值、相位；在机计算得到转台不平衡信号的幅值和相位；在机自动确定调整不平衡量或是继续执行后续产品加工程序。该方法使得机床可以在机完成转台动平衡检测，实现了转台动平衡检测与产品加工工艺过程的自动化整合，便于用户进行产品加工的在机质量管控，并可以精确截取振动信号数据的周期，从而使得转台不平衡量和相位计算精度更高。和相位计算精度更高。和相位计算精度更高。

【技术实现步骤摘要】
数控机床转台在机动平衡检测的方法与装置


[0001]本专利技术涉及动平衡的测试
，尤其涉及一种数控机床转台在机动平衡检测的方法与装置。

技术介绍

[0002]数控转台是数控机床的重要部件，其振动情况直接影响数控机床加工零件的精度及机床使用寿命。当转台本体质量不均、转台生产制造过程中存在误差、被加工件质量不对称、工装夹具设计不对称等问题出现时，转台旋转过程中会产生不平衡量，进而引起机床振动。转台的工作转速较高，越容易因动平衡不合格产生较大的振动量，降低轴承使用寿命。当进行精密的五轴产品加工时，因工件装偏产生转台不平衡量，会严重影响五轴产品的加工质量与效率。因此，对机床转台自身和安装工件后的转台进行在机动平衡的检测与调整，可以将由转台动不平衡引起的机床振动量控制在要求的范围内，对提高加工质量与效率，延长转台使用寿命等方面具有重要意义。
[0003]但是对于目前数控机床行业来说，可以方便集成的在机动平衡检测产品很少，大多数动平衡检测产品都是独立于数控机床的现场动平衡检测系统或动平衡检测仪，需要机床停机并安装相应传感器，检测时运行独立的检测设备和软件。这样的方式不能实现在机床正常运行过程中，随时根据工件加工需要进行在机动平衡检测，无法实现机床加工过程的在机质量管控。另外，传统动平衡检测设备对振动信号整周期的采样，通常采用外置光电传感器或其他键相传感器，这种方式对振动信号数据截取的周期不够精确，会导致检测的精度降低。而且外置传感器容易受到诸如灰尘、碎屑、油污或水等外来杂质的影响，信号精度和可靠性差，从而影响动平衡检测的精度，不适宜机床加工这样的工作环境。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种数控机床转台在机动平衡检测的方法与装置，用以解决现有技术中动平衡检测装置复杂、精度低、破坏生产连续性的缺陷，实现机床的在机高精度动平衡检测。
[0005]本专利技术提供一种数控机床转台在机动平衡检测的方法，包括：设定步骤：在机获取用户设定的动平衡检测的相关参数，所述相关参数包括转台转速n、采样频率F
S
、采样时间T、截取周期个数n
T
；采集步骤：在机控制转台按照所述转台转速n旋转；按照所述采样频率F
S
，同步采集所述转台的Z相脉冲信号和振动信号；整周期截取步骤：在机基于采集到的所述Z相脉冲信号的数组，对所述振动信号的数组进行整周期截取，获得各整周期振动数组并求得各所述整周期振动数组对应的基准频率F
b
；基频信号计算步骤：在机基于所述基准频率F
b
，提取各所述整周期振动数组的基频信号，计算得到所述基频信号的幅值、相位，获得基频信号幅值和相位数组；
不平衡信号计算步骤：在机基于所述基频信号幅值和相位数组，计算得到转台不平衡信号的幅值和相位；判断步骤：基于所述转台不平衡信号的幅值和相位，在机自动确定调整不平衡量或是继续执行后续产品加工程序。
[0006]根据本专利技术提供的一种数控机床转台在机动平衡检测的方法，所述采集步骤包括：持续运行所述转台的旋转并同步采集所述Z相脉冲信号和所述振动信号；保持采样时间T后，停止所述转台的旋转并停止同步采集，获取所述Z相脉冲信号的数组以及对应的所述振动信号的数组。
[0007]根据本专利技术提供的一种数控机床转台在机动平衡检测的方法，所述采集步骤包括：持续运行所述转台的旋转并同步采集所述Z相脉冲信号和所述振动信号；在这一过程中，动态获取所述Z相脉冲信号的数组以及对应的所述振动信号的数组。
[0008]根据本专利技术提供的一种数控机床转台在机动平衡检测的方法，所述整周期截取步骤包括：基于所述转台的类型，确定所述转台的旋转圈数与所述Z相脉冲信号的个数的比值S；检索所述Z相脉冲信号的数组，获得脉冲上升沿索引号数组；基于所述比值S和所述脉冲上升沿索引号数组，获得转台旋转零点索引数组；以所述转台旋转零点索引数组的第一个值作为截取的起始位置，按照所述截取周期个数n
T
对所述振动信号的数组进行整周期截取，获得各整周期振动数组并求得各所述整周期振动数组对应的基准频率F
b
。
[0009]根据本专利技术提供的一种数控机床转台在机动平衡检测的方法，所述同步采集所述Z相脉冲信号和所述振动信号的步骤，包括：按照所述采样频率F
S
生成同步信号；基于所述同步信号的上升沿或下降沿，同时采集所述Z相脉冲信号和所述振动信号。
[0010]根据本专利技术提供的一种数控机床转台在机动平衡检测的方法，在所述设定步骤中，用户通过NC指令或数控系统功能界面设定所述动平衡检测的相关参数。
[0011]根据本专利技术提供的一种数控机床转台在机动平衡检测的方法，在所述采集步骤中，通过NC指令或数控系统功能界面控制所述转台的旋转以及所述同步采集。
[0012]根据本专利技术提供的一种数控机床转台在机动平衡检测的方法，在所述判断步骤中，通过NC指令读取转台在机动平衡检测的计算结果，基于所述计算结果，自动确定调整不平衡量或是继续执行后续产品加工程序。
[0013]本专利技术还提供一种适用如上述任一种所述的数控机床转台在机动平衡检测的方法的装置，包括：设定模块，适于在机获取用户设定的动平衡检测的相关参数，所述相关参数包括转台转速n、采样频率F
S
、采样时间T、截取周期个数n
T
；执行模块，适于在机控制转台按照所述转台转速n旋转；按照所述采样频率F
S
，同
步采集所述转台的Z相脉冲信号和振动信号；处理模块，适于在机基于采集到的所述Z相脉冲信号的数组，对所述振动信号的数组进行整周期截取，获得各整周期振动数组并求得各所述整周期振动数组对应的基准频率F
b
；第一计算模块，适于在机基于所述基准频率F
b
，提取各所述整周期振动数组的基频信号，计算得到所述基频信号的幅值、相位，获得基频信号幅值和相位数组；第二计算模块，适于在机基于所述基频信号幅值和相位数组，计算得到转台不平衡信号的幅值和相位；判断模块，适于基于所述转台不平衡信号的幅值和相位，在机自动确定调整不平衡量或是继续执行后续产品加工程序。
[0014]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的数控机床转台在机动平衡检测的方法。
[0015]本专利技术提供的数控机床转台在机动平衡检测的方法，通过在机设定参数、采集信号和计算不平衡信号的幅值和相位，使得机床可以在机完成动平衡检测，而无需机床停机安装外置传感器或是运行独立的检测设备和软件，实现了转台动平衡检测与产品加工工艺过程的自动化整合，便于用户进行产品加工的在机质量管控。通过同步采集所述转台的Z相脉冲信号和振动信号，并基于采集到的所述Z相脉冲信号的数组，对所述振动信号的数组进行整周期截取，使得机床可以精确截取振动信号数据的周期，从而使得不平衡量计算精度更高。
附图说明
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控机床转台在机动平衡检测的方法，其特征在于，包括：设定步骤：在机获取用户设定的动平衡检测的相关参数，所述相关参数包括转台转速n、采样频率F
s
、采样时间T、截取周期个数n
T
；采集步骤：在机控制转台按照所述转台转速n旋转；按照所述采样频率F
s
，同步采集所述转台的Z相脉冲信号和振动信号；整周期截取步骤：在机基于采集到的所述Z相脉冲信号的数组，对所述振动信号的数组进行整周期截取，获得各整周期振动数组并求得各所述整周期振动数组对应的基准频率F
b
；基频信号计算步骤：在机基于所述基准频率F
b
，提取各所述整周期振动数组的基频信号，计算得到所述基频信号的幅值、相位，获得基频信号幅值和相位数组；不平衡信号计算步骤：在机基于所述基频信号幅值和相位数组，计算得到转台不平衡信号的幅值和相位；判断步骤：基于所述转台不平衡信号的幅值和相位，在机自动确定调整不平衡量或是继续执行后续产品加工程序。2.根据权利要求1所述的数控机床转台在机动平衡检测的方法，其特征在于，所述采集步骤包括：持续运行所述转台的旋转并同步采集所述Z相脉冲信号和所述振动信号；保持采样时间T后，停止所述转台的旋转并停止同步采集，获取所述Z相脉冲信号的数组以及对应的所述振动信号的数组。3.根据权利要求1所述的数控机床转台在机动平衡检测的方法，其特征在于，所述采集步骤包括：持续运行所述转台的旋转并同步采集所述Z相脉冲信号和所述振动信号；在这一过程中，动态获取所述Z相脉冲信号的数组以及对应的所述振动信号的数组。4.根据权利要求1所述的数控机床转台在机动平衡检测的方法，其特征在于，所述整周期截取步骤包括：基于所述转台的类型，确定所述转台的旋转圈数与所述Z相脉冲信号的个数的比值S；检索所述Z相脉冲信号的数组，获得脉冲上升沿索引号数组；基于所述比值S和所述脉冲上升沿索引号数组，获得转台旋转零点索引数组；以所述转台旋转零点索引数组的第一个值作为截取的起始位置，按照所述截取周期个数n
T
对所述振动信号的数组进行整周期截取，获得各整周期振动数组并求得各所述整周期振动数组对应的基准频率F
b
。5.根据权利要求2至3中任一项所述的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛颖奇，朱艳菊，吴俊慧，董令，刘奇，
申请(专利权)人：北京精雕科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：