数控机床振动监测系统设计_袁冬梅
数控机床振动的抑制与系统精度的优化调整
动 的状 态 。机 床 刚性 好 ， 静动摩 擦力 小 ， 电动机轴 与滚 珠 丝杠 轴连接 的 同轴度 高 ， 动机 就 能很 轻 松地 驱 动 电 工作 台移 动 ， 样测 出来 的 频率 响应 图 就很 好 ； 之 ， 这 反
数 控 机床 振 动 的抑 制 与 系统 精 度 的优 化调 整
朱 仕 学
（ 深圳 职业技 术 学院 ， 东 深圳 ５ ８ ５ ） 广 １０ ５
摘
要 ： 控机床 的振 动和 加工精 度都 可 以通 过 系统 调试 软 件 加 以 改善 。本 文 以 Ｆ Ｎ 数 Ａ ＵＣ 系统 为例 对 系统
共振 宽 度 大 约 分 别 为 １０ Ｈ ０ ｚ和 １０ Ｈ ， Ｓ Ｖ Ｏ ２ ｚ 在 Ｅ Ｒ Ｇ Ｉ Ｅ参数 菜单 里找 到 “ 波 器 ” 然 后 打 开 “ 除共 ＵＤ 滤 ， 消
女 深圳市科技计划项 目（ Ｊ２０ １９０ ０ １５ Ｋ ０ Ｓ２ ０ ００ ０ ５ ）
； ｕ 幂朋 ‘訾 ’ ｂ 年
１ 抑 制 振 动 的调 整
Ｆ Ｎ Ｃ Ｓ Ｖ Ｏ Ｇ Ｉ Ｅ有 个 重 要 的 功 能 ， Ａ Ｕ Ｅ Ｒ Ｕ Ｄ 即测 量
机床频率 响应 。它 的原理 是通 过 Ｓ Ｖ Ｏ Ｇ ＩＥ 生成 Ｅ Ｒ ＵＤ
以下程序 ：
Ｇ９１ ４ Ｇ９
Ｎｌ ０． ０ ０Ｆ１ ０． ０ ０ Ｇ０１ Ｘ１ Ｏ ０ ２ ００ Ｇ０４ Ｘ０． １ Ｎ９ ９ＧＯ１ ９ Ｘ一１ ０ ０ ０． ０ ０Ｆ１ ０ ０ ００ ２ ０． ０ Ｍ９ ９
数控机床轴动检测的红外传感器设计
・198・ 计算机测量与控制.2004.12(2) Computer Measurement &Control 仪表与传感器收稿日期:2003-04-27作者简介:薛烨(1977-),女,陕西省西安市人,硕士生,主要从事移动通信方面的研究。
孙献璞(1963-),男,副教授,系主任,主要从事移动通信方面的研究。
文章编号:1671-4598(2004)02-0198-03 中图分类号:TP212 文献标识码:A数控机床轴动检测的红外传感器设计薛 烨1,孙献璞1,韦兆碧2(1.西安电子科技大学通信工程学院,陕西西安 710071;2.西安交通大学电气工程学院,陕西西安 710049)摘要:介绍了一种利用红外传感器实现数控机床轴动检测的方法,给出了详细的红外发射及接收电路。
在系统的设计中采用ASK 调制技术,提高了红外传输距离,具有良好的稳定性和抗干扰能力。
使用情况表明,该系统能准确及时的检测,大大降低了数控机床的故障率。
该系统已投入实际应用,效果理想。
关键词:轴动检测;红外传感器;ASK 调制Design of Infrared Sensors Applied for Detecting the Moveof Numerical Control Machine Tool ′s AxletreeXue Ye 1,Sun Xianpu 1,Wei ZhaoBi 2(1.School of Communication Engineering ,Xidian University ,Xi ′an 710071,China ;2.School of Electrical engineering ,Xi ′an Jiaotong University ,Xi ′an 710049,China )Abstract :A method designed for detecting the move of axletree in numerical control tools s ystems by infrared sensors of is pre 2sented in this paper.The detailed circuits of infrared sensors of both transmitter and receiver are given.The ASK modulate technique applied in the system has increased the distance of infrared transmission and enhanced the ability of stability and against ambient light.This system has already been applied in practice.K ey w ords :detection of the axletree ′s move ;infrared sensors ;ASK modulation0 引言在数控机床的实际操作当中,经常会出现传动轴传动过位的情况,如果这种情况不能及时发现和解决,机床就会出现故障从而影响实际工作。
基于虚拟仪器的数控机床动态特性测试与分析系统研究
图６模态分析界面
图５传函分析模块界面
到傅立叶谱为Ｆ（Ｗ）、Ｘ（Ｗ），并由傅立叶谱计算得到
激励的自功率谱Ｇ圹（Ｗ）及与之响应的互谱Ｇ肛（Ｗ），Ⅳ 次敲击实验结束后对功率谱作平均，降低噪声的影响， 利用频响函数的估算式
Ｈ（Ｗ）＝∑与啄；Ｌ（～埘）
（１）
ｙ２（小黜∑啄（伽）
得到系统的频响函数曲线，并利用相干函数的计算式 （２）
判断频响函数的测试质量及可靠性。
嗽ｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｆｃｈ设计与研究
析方法，获得系统动力学特性。将整个系统作为多自 由度阻尼系统，对锤击实验获得系统的频响函数利用 模态参数辨识方法计算出实际系统的动力学模型参 数。
模态参数识别方法分为时域识别法和频域识别 法。频域识别法因其可靠性较高，识别速度较快，且较 少产生虚假计算模态而被广泛应用。目前主要的频域 识别方法包括有理正交多项式（ＲＦＯＰ）以及频域多参 考点算法（ＦＤＰＲ）。本文以Ｌａｂｖｉｅｗ为平台利用正交 多项式算法对频响函数进行曲线拟合，在其基础上测 得模态参数。正交多项式模态辨识算法见参考文献 ［３］。
（ＡＳＭ—ＢＵＡＡ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｂｅｉｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，ＣＨＮ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｖｉｒｔｕａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ— ｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ—ｃｕｔｔｅｒ—ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｕｎｄｅｒ ＬａｂＶＩＥＷ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｆｕｎｄａ— ｍｅｎｔａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｕｌｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓａｍｐｌｉｎｇ，ＦＦｖｒ，ＦＲＦ，ｐｏｗｅｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎｄ ｍｏｄａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｅｔｃ．， ａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＬａｂＶＩＥＷ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ｏｆ ａ ｍａ— ｃｈｉｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｓｕｃｈ ａｓ ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｄａｍｐｉｎｇ ｒａｔｉｏ，ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｅｔｃ．ｃａｎ ｂｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈａｍｍｅｒ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｓｈｏｐ—ｆｌｏｏｒ ｔｅｓｔ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ｔｈｅ ＶＩ ｂａｓｅｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｍｏｎ－ ｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ，ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ．
数控机床机械振动故障的监测
数控机床机械振动故障的监测摘要：现代数控机床的控制系统虽然都具有丰富的自诊断功能，但是对于机械内部结构的某些故障，系统一般不能呈现相应的报警信息。
为了解决数控机床机械方面一些既没有报警，又不能直接观测到的故障，可以采取监测及分析运动部位振动信号的方法，以便能及时准确地掌握运行状态，为设备的安全运行提供可靠的技术保障。
关键词：故障预测振动传感器监测系统安全生产1 概述数控机床在长期运行过程中，机械零部件受到冲击、磨损、高温、腐蚀等多种工作应力的作用，性能和状态会不断发生变化，当出现降低或丧失其规定功能的事件时即是发生故障，故障往往会导致不良后果。
因此，在机床运行过程中或基本不拆卸的情况下，能够对机床的运行状态进行定量测定，及时判断机床某部位的异常及故障原因，并预测、预报机床未来的状态，对于做好预防性维修工作是很必要的。
现代数控机床的控制系统都已经具备了丰富的自诊断功能，但多是基于电物理量信号，因此在监测数控系统内部软、硬件，伺服驱动与电机，反馈测量和电气等方面的故障卓有成效，并能及时以报警信息形式呈现，以保证故障在未达到恶果前采取相应措施，从而大大提高机床运行的可靠性，提高机床的利用率。
但是对于数控机床机械内部结构的某些故障，系统一般不能呈现相应的报警信息。
这种故障的监视、识别和预测，可通过对振动、温度、噪声等物理量进行测定，并将测定结果与先前测定值或规定值进行比较分析，以判断机械系统的工作状态是否正常。
当然，要做到这一点，需要具备必要的测试设备和丰富的经验。
如数控机床的主传动、进给传动等运动控制系统，运行过程中会产生振动，因此在现场可通过安放在主轴箱、工作台某些特征点上的传感器，测量其振级，位移、速度、加速度及幅频特征等，达到对故障进行预测和监测的目的，从而解决数控机床机械系统某些既没有报警，又不能直接观测到的故障。
这个过程如同医生对病人号脉、用听诊器检查或对患部使用X光、CT、B超等诊断仪器进行诊断。
基于ZigBee的数控机床刀具振动无线监测系统设计
无 线 单 片 机选 择 Ｃ ２ ３ ，Ｃ ２ ３ 整 合 了 Ｃ ４０ Ｃ ４０
为 了更好 的获 得切 削振 动信 号 ，这里 可 以将 刀具 磨损 以及 切屑 堆积 引发 的切 削力 的变 化作 为 激振 源 。该激 振源 激励 主轴 在空 间彼 此垂 直 的三
２４ ｚ Ｉ Ｅ ８ ２１ ． Ｚ ｇ ｅ Ｆ收 发机 Ｃ ２ ２ ． ＧＨ Ｅ Ｅ ０ ．５ ／ ｉＢ ｅ Ｒ ４ Ｃ ４０ 以及工 业标准 的增强型 ８ ５ ＭＣ 的卓越 性 能 。 ０１ Ｕ
２ 系统 简介
２１ 系统 简 介 ．
如 图 ２系 统简 图所示 ，系 统 由安装在 主轴 上 的加 速 度 传 感 器 、声 发 射 传 感 器 采集 模 块 ｆ 射 含 频） 、无 线射 频 接 收模 块 、Ｐ 机 （ Ｃ 人机 界 面监 控）
组成 。
图 １ 刀 具 振动 分 析 简 图
中图分类号 ：Ｔ ６ ９ Ｔ ２ ７ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ —４ Ｏ（０ ００ 一Ｏ ０ ３ Ｇ ５ Ｐ ７ ６ ２ ８ １ ｌ）５ ３ —０ ２
刀 具磨损 伴 随着加 工 过程 ，其 磨损状 态 势必 影响着 机械 加 工 的精 度 、效率 及经 济效 益 。因此 开展对 刀 具磨损 的实时监 测系 统 是实现 柔性 制造
上位 机应 用 软件 通过 调用 ｓｒ ｌｏｔ 件 实现 ｅｉＰ ｒ控 ａ
接 收 模块 的 串 口通 信 。ｓｒ ｌｏｔ ｅｉ Ｐ ｒ 类可 以实现计 算 ａ 机 与 大 多数硬 件 设备 的 串 口连 接 。通 过 ｓｒ ｌｏｔ ｅｉ Ｐ ｒ ａ 类 中的 Ｒｅｄ ｙｅ属 性读 取 下位机 返 回 的数据 。 ａＢ ｔ 图 ２２ 硬件 电路 ． 形 的绘制 是通 过 Ｇ ＋ ＤＩ 技术 来 实现 的 。
数控机床主轴系统的振动控制研究
数控机床主轴系统的振动控制研究数控机床是当今制造业中不可或缺的重要设备，它的运转与效率直接关系到产品的质量和生产效率。
而数控机床主轴系统作为数控机床的核心组成部分，其振动控制研究对于提高机床运行精度和延长机床寿命具有重要意义。
本文将围绕数控机床主轴系统的振动控制展开深入研究。
首先，数控机床主轴系统的振动控制是基于振动的本质原理展开的。
振动是指物体在其平衡位置附近做往复运动的现象。
在机床主轴系统中，由于磨损、疲劳等原因导致的不平衡性会导致机床发生振动，而这种振动会影响到机床的加工精度和工作寿命。
为了对数控机床主轴系统的振动进行控制，首先需要进行振动信号的检测与分析。
振动信号可以通过安装在机床上的加速度传感器等振动传感器获取。
通过采集到的振动信号，可以对振动的频率、幅值等进行分析，进而找出振动的主要原因。
在振动的主要原因确定之后，可以针对不同的振动原因采取相应的控制手段。
例如，对于由于不平衡性引起的振动，可以采用动平衡技术对机床主轴进行平衡，减少不平衡力矩从而降低振动。
对于由于切削力引起的振动，可以通过优化切削条件、改进刀具结构等方式减少振动的产生。
除了针对特定振动原因进行控制之外，还可以采用一些通用的振动控制方法。
例如，可以通过减振器的应用来减少振动的传播。
减振器可以分为被动减振器和主动减振器两种类型。
被动减振器是一种通过材料本身的阻尼特性来实现振动控制的方式，它可以通过改变材料的物理特性来达到减振的效果。
而主动减振器则是一种利用传感器和控制系统来主动调节机床结构的振动状态的方式，可以更加精确地控制振动的幅值和频率。
此外，还可以通过采用先进的控制算法来实现数控机床主轴系统的振动控制。
例如，模糊控制和神经网络控制等智能控制算法可以根据不同的振动特性来调整控制参数，从而实现更加精确的振动控制。
这些控制算法在数控机床主轴系统的振动控制中具有很大的应用潜力。
总之，数控机床主轴系统的振动控制研究对于提高机床加工精度和延长机床寿命具有重要的意义。
数控机床振动监测系统设计
２０ ０ ７年 ４月
机 床 与 液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ ＣＳ ＮＥ Ｔ Ｉ
Ａｐ ． ２ ０ ｒ ０ ７
第 ３ 卷 第 ４期 ５
Ｖｏ ． ５ Ｎ０ ４ １３ ．
数控 机 床 振动 监测 系统设 计
袁冬梅 ，罗辑 ，唐毅锋
ＹＵ ｏ ｇ ｉ Ｌ ｉ Ｔ ＡＮ Ｄ ｎ ｍｅ ， ＵＯ Ｊ ， ＡＮＧ ｉ ｎ Ｙｆ ｇ ｅ
（ ｈ ｎ ｑｎ ｓ ｔｔ ｏ ｅｈ ｏｏｙ ｈ ｎ ｑｎ ０ ０ ０，Ｃ ｉａ Ｃ ｏｇ ｉｇＩ ｔｕｅ ｆ ｃ ｎ ｌ ，Ｃ ｏｇ ｉｇ４ ０ ５ ｎｉ Ｔ ｇ ｈｎ ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ ａ ｅ ｎ ＭＧ ｌ Ｓｗｈｃ ｓ ｍｕ ｉ ｎ ｔ ｎ ａａ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｐ ａ ａｕ ｆＨＢＭ ｏ ｐ ｒ ｔ ｎ，ａ ｖｂ ｔ ｎ ｍｏ ｉ ｒｓ ｓ ｍ ｓ ｒ ｃ ：Ｂ ｓ ｄ ｏ Ｃｐ Ｕ ｉｈ ｉ ｈ ｆ ｃｉ ａ ｄ ｔ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ａ ｐ ｒ ｔ ｓｏ ｕ ｏｌ ｃｒｏａｉ ｏ ｉ ｒｉ ｎ ｔ ｙ ｔ ａ ｏ ｏ ｅ ｏ ｃ ｉ ｅ ｗ ｓｆ ｕ ｄ ｄ Ａｄ ｐ ｉ ｇ ＶＢ， Ａｃ ｖ Ｘ ｎ ａ ｙｉａ ａ ｋ ｇ ｆＮ ｔ ｎ ｌＩ ｓｒ ｍｅ ｔ ｏｔ ｒ ｆｔｅ ｖｂ ｔ ｎ ｍｏ ｉ ｒ ｆＮＣ ｍａ ｈ ｎ ａ ｏ ｎ ｅ ． ａ ｔ ｎ ｉ ｔ ｅ ａ ｄ ａ ｌｔｃ ｌｐ ｃ ａ ｅ ｏ ａ ｏ ａ ｎ ｔ ｎ ｉ ｕ ｎ ，ａ ｓ ｆ ｗａｅ ｏ ｉｒ ｉ ｎｔ ｈ ａ ｏ ｏ
量：
Ｐ ｂ ｉ ａｍａ ｗ ａｍａ ． ａｌ ｔｒａ ｅ ｕ ｌｃ ｃ ｔ ｎ ＡｓＮｅ ｃ ｔ ｎ ｅ ｔｎｅ ｆｅ
１ 数 控机 床振 动监 测 系统 的建 立
基于Qt和Matlab的数控机床主轴振动监测系统设计
第35卷第1期2020年2月北京信息科技大学学报Journal of Beijing Information Science ＆Technology UniversityVol．35No．1Feb．2020文章编号:1674－6864(2020)01－0078－04DOI :10.16508/j．cnki．11－5866/n．2020.01.015基于Qt 和Matlab 的数控机床主轴振动监测系统设计范文超(北京信息科技大学机电工程学院，北京100192)摘要:针对数控机床主轴振动信号，在Windows 平台下运用Qt 和Matlab 设计了信号监测系统。
采用JM5842无线振动传感器在不干扰机床工作的条件下实现振动信号采集，使用连续小波变换方法分析选取的振动信号数据，最后进行了实验验证。
结果表明，系统能够在主轴振动信号中解调出不同工况下的主轴信息，完成主轴振动信号的时频分析，从而实现了机床关键部件主轴的振动信号监测，为进一步实现数控机床健康状态的监测提供技术支持，具有一定的工程应用价值。
关键词:Qt ;Matlab ;连续小波变换;数控机床主轴中图分类号:TB 53/TH 86文献标志码:A Vibration monitoring system design of CNC machine tool spindlebased on the Qt and MatlabFAN Wenchao(Mechanical Electrical Engineering School ，Beijing Information Science ＆Technology University ，Beijing 100192，China )Abstract :In this paper ，the vibration signals of computer numerical control machine tool spindle are monitored by designing with the Qt and Matlab on the Windows platform．The JM5842wireless vibration sensor is used to realize vibration signal acquisition without interfering with the machine tool．The method of continuous wavelet transform is adopted to analyze the selected vibration signal data．Finally ，the experimental verification is carried out．The results indicate that the system can demodulate the spindle information in the spindle vibration signal under different working conditions ，analyze the time-frequency of the spindle vibration signals ，and realize the monitoring of the vibration signals of the key components of machine tool ，which provides technical support for the monitoring of computer numerical control machine ，and has a certain engineering application value．Keywords :Qt ;Matlab ;continuous wavelet transform ;CNC machine tool spindle收稿日期:2019-09-10第一作者简介:范文超，男，硕士研究生。
基于 LabVIEW的磁轴承振动监测及故障诊断系统设计
基于 LabVIEW的磁轴承振动监测及故障诊断系统设计
范文;孙冬梅;袁倩
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2016(000)004
【摘要】针对磁轴承运行中的机械振动故障，文中研究一套基于虚拟仪器（LabVIEW）的磁轴承振动监测及故障诊断系统，提供了系统的总体方案和实现的具体过程。
将虚拟仪器技术与故障诊断技术相结合并应用于磁轴承的振动检测，在故障诊断中加入小波分析、HHT、基于峭度的概率密度算法、轴心轨迹法、信息融合算法等诊断方法并通过LabVIEW编程开发，使该系统可高效地实现对测量结果的实时显示、处理、存储，并能准确判断和分析故障。
【总页数】4页(P60-62,66)
【作者】范文;孙冬梅;袁倩
【作者单位】南京工业大学电气工程与控制科学学院，江苏南京 211816;南京工业大学电气工程与控制科学学院，江苏南京 211816;南京工业大学电气工程与控制科学学院，江苏南京 211816
【正文语种】中文
【中图分类】TP277
【相关文献】
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(Chongqing Institute of Technology, Chongqing 400050, China)
Abstract: Based on M GCp lus which is multifunctional data p rocessing apparatus of HBM corporation, a vibration monitor system of NC machine was founded1Adap ting VB , ActiveX and analytical package of National Instrument, a software of the vibration monitor system was developed1The results indicate that the system is valuable and available at vibration fault diagnosis of NC machine1
catman1 IO1Clear( ) catman1 IO1CreateDevice ( " MyMGC " , TYPE _MGC2 PLUS, PORT_TCP IP, 0, 0, 0, 0, buf_ size, IP, 5000, Samp le _rate) ; catman1 IO1OpenDevice ( 1) ′定义通道
张2007年翔4月14-12-04, 10:30
机床与液压
第 35卷 第 4期
MACH INE TOOL & HYDRAUL ICS
Ap r1 2007 Vol135 No14
数控机床振动监测系统设计 很简洁的检测系
统，细节问题是信
袁冬梅 , 罗辑 , 唐毅锋
(重庆工学院 , 重庆 40 监测系统软件。
catman1ACQ1 InitDAQ ( ) 3 数据采集
在正确建立了通讯后 , 就可以进行数据采集 。在 进行数据 采 集前 , 需 要对 MGCp lus进 行设 备 定义 , 对 MGCp lus进行定义有两种方式 , 一是在 HBM 自带
·222·
机床与液压
第 35卷
的软件 catman中对仪器进行定义和初始化后保存为 3 1 IOD 文 件 , 然 后 用 catman1 IO1LoadDefinition ( ) 进行 MGCp lus仪器定义 。另一种是完全用 catman 中 ActiveX的方法和属性进行仪器定义 , 这具有更大的 灵活性 , 只需要修改相应的参数就可进行不同的设 置 , 完全不依赖 HBM 自带的软件 , 主要采用的函数 为 catman1 IO1CreateDevice (“MyMGC ”, TYPE _MGC2 PLUS, PORT _ TCP IP, 0, 0, 0, 0, buf _ size, IP, 5000, Samp le _ rate ) ; 主 要 参 数 TYPE _MGCPLUS、 PORT_ TCP IP、 IP 和 Samp le _ rate 分别表示仪器类型 MGCp lus、通信方式为 Ethernet、 IP地址和采样频率 。
Loop 4 数据分析
在进行振动监测时 , 对振动信号进行分析处理是 一个必不可少的环节 , 因此需对采集的振动时域信号 进行时域或频域分析 , 找出振动特性及参数 [3 - 4 ] 。在 VB中对数据进行分析处理相当繁琐 , 而 N I公司的分 析库功能相当强大 , 因此在本文中 , 把 N I分析包嵌 入 VB 中 , 使得程序大大简化 。
N ext 当仪器定义初始化完毕后 , 就可以进行数据采集 了 , MGCp lus中可进行重复采样和连续采样等多种采 样方式 , 本文中采用连续实时采样方式 。采集的数据 保存在数据库中 , 数据采集和读取部分程序如下 :
catman1LastError = 0 catman1ACQ1 InitDAQ ( ) If catman1LastError < 0 Then M sgBox ( catman1LastErrorDescrip tion) Exit Sub
End If
catman1db1ClearA llChannels( ) catman1ACQ1StartDAQ ( 0) Do W hile Samp leFlag = 1′采集数据 catman1ACQ1Read ( - 1, 5000) catman1 IO1GetMVL ine (1, 4, 0, MVBuf) DataValue ( i) = MVBuf ( 2) DataValue1 ( i) = MVBuf (3) DataValue2 ( i) = MVBuf (4) i = i + 1
摘要 : 采用 HBM 公司的 M GCp lus多功能数据采集器构建了数控机床振动监测系统 。运用 VB 和 M GCp lus的 ActiveX控
件 , 结合 N I公司的分析包 , 编制了数控机床振动监测系统软件 。通过对数控机床主轴承座的振动分析表明 , 该系统具有较
高的应用价值 。
关键词 : 数控机床 ; 振动 ; 数据采集 ; 监测
图 1 振动监测系统结构图 数控机床振动监测系统主要由硬件部分和软件部 分组成 , 硬件部分如图 1 所示 , 主要由振动传感器 、 MGCp lus数据采集器和笔记本电脑组成 , 数据采集器 与计算机之间采用目前常用的 Ethernet ( TCP - IP) 通信 [3 ] 。软件主要包括通信模块 、数据采集模块和数 据分析模块 。
本文设计了基于 HBM 公司的 MGCp lus多功能数 据采集器的数控机床振动故障诊断系统 , 由上位机 PC机和下位机数据采集系统组成 , 可以对数控机床 的机械振动部件和回转部件进行故障诊断 。该系统不 仅可以用于普通数控机床 、加工中心和柔性加工系 统 , 也可以用于普通机械设备的机械故障诊断 。 1 数控机床振动监测系统的建立
旋转机械的故障与反映在机械振动的振动特性关 系密切 , 任何机械振动特性的改变常表明某种故障现 象的出现 , 象征着迫近的或存在的损伤 [2 ] 。因此笔者 开发了数控机床振动监测系统 , 可以完成数控机床传 动系统关键零部件 (齿轮 、轴承和轴 ) 振动信号的采 集与处理 , 在传动系统运行异常和发生故障时及时报 警 , 并能对用户所关心的数据进行分析 、诊断和存 储。
仪器定义后 , 就可以进行仪器初始化 , 首先需要 定义通道并进行通道配置 , 这需要根据 MGCp lus的 实际配置进行 , 在本文中配置了两个 ML10B 模块和 一个 ML801 模块 , 共 10 个通道 , 只 用了 前 3 个 通 道 。以下是 MGCp lus定义和初始化的部分程序 :
2 通信模块 笔记本电脑与数据采集器 MGCp lus之间采用 Eth2
ernet通信 , 因此需要对 MGCp lus或计算机的 IP地址 进行设置 , 设置好后可用 HBM 自带的软件 catman进 行测试 , 看是否能够成功通信 。
当建立了笔记本电脑与 MGCp lus的通信连接之 后 , 就可通过一定的编程软件对 MGCp lus进行编程 操作 , HBM 提供了一套完整的 catman ActiveX对其硬 件进行操作 , ActiveX采用 VB 编写 , 因此为了避免复 杂的参数类型转换 , 最好采用 VB 或 Delph编写应用 程序 , 本文采用 VB1NET编写了振动监测系统应用程 序。
Keywords: NC machine; V ibration; Data p rocessing; Monitor
0 前言 振动故障诊断技术是利用诊断仪器和数据采集处
理技术对机床的机械装置的故障原因 、部位和故障的 严重程度进行定性和定量的分析 , 是数控机床机械故 障诊断的主要方法之一 [1 ] 。
catman1 IO1ConnectChannel ( 1, - 1, 0, 3, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, " " )
′定义时间通道
Chan = 1
Source = 1
HW Type = 0
HW SubSlot = 1
Port = 0
B it = 0
Signal = 1
ScaleType = 0
Next
HW Slot = 3 For i = 1 To 8 定’ 义 3模块通道 HW SubSlot = i
Chan = Chan + 1 catman1 IO1ConnectChannel ( Chan, Source,
HW Type, HW Slot, HW SubSlot, Port, B it, Signal,
在 VB 的工具箱中 , 选择组件栏 , 然后单击右键 选中添加 /移除项 , 弹出自定义工具箱对话框 , 然后 在 COM 组件栏中选择 CWDSP Control, 若没有则通过 浏览选项在相应的位置加入 cwnanlysis1ocx (首先确 保注册了此组件 ) , 确定后就在工具栏中加入了 N I 分析包组件 。加入了 N I分析包后 , 在工程中加入分 析对象 AxCWDSP, 就可以直接使用分析包中的函数 了 , 就象在 N I的软件中一样 , 如要计算时域信号的 单边幅值相位谱采用以下方式 :
ScaleType, SRGroup , dt, Formula) catman1 IO1SetChannelProperty(Chan, 0, True)
N ext For i = 5 To 11 屏’ 蔽不使用的通道 catman1 IO1SetChannelProperty(Chan, 0, False)
在 VB 中 使 用 catman 对 象中 的 属性 ( Property) 或方法 (Method) , 应在 PROJECT/REFERENCES 中 选中 “HBM catman app lication”, 然后创建一对象变 量: