一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

寿命估算方法及其装置、介质、终端及伺服进给系统与流程

2021-11-26 23:46:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及机加工领域,尤其涉及一种寿命估算方法及其装置、介质、终端及伺服进给系统。


背景技术:

2.随着数控系统的发展,数控加工技术已经越来越普及,数控加工是现代化加工中非常重要的一个环节。
3.疲劳损坏是使数控系统传动部件失效的常见原因。准确地进行传动部件剩余寿命的估算,对于消除数控加工中事故的发生隐患、制订有效的检修计划和延长传动部件的使用寿命都具有重要的理论意义和工程实际价值。
4.现有传动部件寿命估算的准确性有待提升。


技术实现要素:

5.本发明实施例解决的技术问题是提升传动部件寿命估算的准确性。
6.为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种传动部件寿命估算方法,包括:计算对应传动部件多个位置区间中每一位置区间的累计载荷,得到所述传动部件的多个累计载荷,所述累计载荷为所述传动部件累计至指定时刻的载荷之和;基于所述传动部件的多个累计载荷与所述传动部件的寿命阈值之间的数值关系,得到所述传动部件在所述指定时刻后的剩余寿命,所述寿命阈值为所述传动部件的载荷上限设定值。
7.可选的,所述多个位置区间通过划分所述传动部件的传动行程得到,所述传动部件适于支撑执行部件在所述传动行程内运动;计算所述每一位置区间的累计载荷包括:计算所述传动部件在所述执行部件处于所述位置区间时的累计载荷。
8.可选的,所述计算所述传动部件在所述执行部件处于所述位置区间时的累计载荷包括:采集驱动部件力矩输出电流,所述驱动部件适于通过传动部件控制所述执行部件的运行;根据所述力矩输出电流,计算所述执行部件在当前采集时刻的当前载荷;确定所述执行部件在所述当前采集时刻的位置区间;将所述当前载荷计入所述当前采集时刻的位置区间对应的历史载荷,得到所述累计载荷,所述历史载荷为所述当前采集时刻之前在所述位置区间的累计载荷。
9.可选的,所述驱动部件为伺服驱动器。
10.可选的,以固定时间频率采集所述驱动部件的力矩输出电流,所述固定时间频率与连接所述驱动部件的总线的通信频率相同。
11.可选的,所述将所述当前载荷计入所述当前采集时刻的位置区间对应的历史载荷,得到所述累计载荷包括:确定所述当前载荷的方向,将所述当前载荷计入至相应方向的历史载荷。
12.可选的,所述方向包括第一方向和第二方向,所述第一方向和第二方向相反;所述累计载荷包括第一方向累计载荷和第二方向累计载荷,所述将所述当前载荷计入所述当前
采集时刻的位置区间对应的历史载荷,得到所述累计载荷还包括:比较所述第一方向累计载荷以及第二方向累计载荷,确定所述第一方向累计载荷以及第二方向累计载荷中载荷较大的为所述执行部件在所处位置区间的累计载荷。
13.可选的,所述确定所述执行部件在所述当前采集时刻的位置区间包括:获取所述驱动部件输出的位置反馈信息,所述位置反馈信息为拖动所述传动部件运行的电机反馈的信息;根据所述位置反馈信息,确定所述执行部件在所述当前采集时刻的所处位置区间。
14.可选的,所述基于所述传动部件的多个累计载荷与所述传动部件的寿命阈值之间的数值关系,得到所述传动部件在所述指定时刻后的剩余寿命包括:比较所述多个累计载荷,得到所述多个累计载荷中的最大累计载荷;比较所述传动部件的寿命阈值与所述最大累计载荷,得到所述传动部件的寿命阈值与所述最大累计载荷的差值;当所述差值大于零时,确定所述传动部件寿命终止;当所述差值小于或等于零时,确定所述差值为所述传动部件的剩余寿命。
15.可选的,所述基于所述传动部件的多个累计载荷与所述传动部件的寿命阈值之间的数值关系,得到所述传动部件在所述指定时刻后的剩余寿命包括:分别比较所述多个位置区间的累计载荷与所述传动部件的寿命阈值,得到所述多个位置区间的多个区间剩余寿命;当所述多个区间剩余寿命中任一个小于或等于零时,确定所述传动部件的寿命终止;当所述多个区间剩余寿命均大于零时,确定所述多个区间剩余寿命中数值最小的一个为所述传动部件的剩余寿命。
16.可选的所述传动部件包括以下至少一种:丝杠、轴承、直线导轨。
17.本发明施例还提供一种传动部件寿命估算装置,包括:累计载荷计算单元,适于计算对应传动部件多个位置区间中每一位置区间的累计载荷,得到所述传动部件的多个累计载荷,所述累计载荷为所述传动部件累计至指定时刻的载荷之和;剩余寿命获取单元,适于基于所述传动部件的多个累计载荷与所述传动部件的寿命阈值之间的数值关系,得到所述传动部件在所述指定时刻后的剩余寿命,所述寿命阈值为所述传动部件的载荷上限设定值。
18.可选的,所述多个位置区间通过划分所述传动部件的传动行程得到,所述传动部件适于支撑执行部件在所述传动行程内运动;所述累计载荷计算单元适于计算所述传动部件在所述执行部件处于所述位置区间时的累计载荷。
19.可选的,所述累计载荷计算单元包括:力矩输出电流采集子单元,适于采集驱动部件力矩输出电流,所述驱动部件适于通过传动部件控制所述执行部件的运行;当前载荷计算子单元,适于根据所述力矩输出电流,计算所述执行部件在当前采集时刻的当前载荷;位置区间确定子单元,适于确定所述执行部件在所述当前采集时刻的位置区间;累计载荷计入子单元,适于将所述当前载荷计入所述当前采集时刻的位置区间对应的历史载荷,得到所述累计载荷,所述历史载荷为所述当前采集时刻之前在所述位置区间的累计载荷。
20.可选的,所述驱动部件为伺服驱动器。
21.可选的,以固定时间频率采集所述驱动部件的力矩输出电流,所述固定时间频率与连接所述驱动部件的总线的通信频率相同。
22.可选的,所述累计载荷计入子单元包括:方向确定模块,适于确定所述当前载荷的方向,将所述当前载荷计入至相应方向的历史载荷。
23.可选的,所述方向包括第一方向和第二方向,所述第一方向和第二方向相反;所述累计载荷包括第一方向累计载荷和第二方向累计载荷,所述累计载荷计入子单元还包括:累计载荷比较模块,适于比较所述第一方向累计载荷以及第二方向累计载荷,确定所述第一方向累计载荷以及第一方向累计载荷中载荷较大的为所述执行部件在所处位置区间的累计载荷。
24.可选的,所述位置区间确定子单元包括:位置反馈信息获取模块,适于获取所述驱动部件输出的位置反馈信息,所述位置反馈信息为拖动所述传动部件运行的电机反馈的信息;位置区间确定模块,适于根据所述位置反馈信息,确定所述执行部件在所述当前采集时刻的所处位置区间。
25.可选的,所述剩余寿命获取单元包括:第一累计载荷比较子单元,适于比较所述多个累计载荷,得到所述多个累计载荷中的最大累计载荷;差值获取子单元,适于比较所述传动部件的寿命阈值与所述最大累计载荷,得到所述传动部件的寿命阈值与所述最大累计载荷的差值;第一寿命终止确定子单元,适于当所述差值大于零时,确定所述传动部件寿命终止;第一剩余寿命确定子单元,适于当所述差值小于或等于零时,确定所述差值为所述传动部件的剩余寿命。
26.可选的,所述剩余寿命获取单元包括:第二累计载荷比较子单元,适于比较分别比较所述多个位置区间的累计载荷与所述传动部件的寿命阈值,得到所述多个位置区间的多个区间剩余寿命;第二寿命终止确定子单元,适于当所述多个区间剩余寿命中任一个小于或等于零时,确定所述传动部件的寿命终止;第二剩余寿命确定子单元,适于当所述多个区间剩余寿命均大于零时,确定所述多个区间剩余寿命中数值最小的一个为所述传动部件的剩余寿命。
27.可选的,所述传动部件包括以下至少一种:丝杠、轴承、直线导轨。
28.本发明实施例还提供一种伺服进给系统,包括传动部件,还包括所述传动部件寿命估算装置。
29.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令运行时执行所述传动部件寿命估算方法的步骤。
30.本发明实施例还提供一种终端,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令,所述处理器运行所述计算机指令时执行所述传动部件寿命估算方法的步骤。
31.与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
32.在本发明实施例中,通过计算对应传动部件多个位置区间中每一位置区间的累计载荷,得到所述传动部件的多个累计载荷,所述累计载荷为所述传动部件累计至指定时刻的载荷之和;基于所述传动部件的多个累计载荷与所述传动部件的寿命阈值之间的数值关系,得到所述传动部件在所述指定时刻后的剩余寿命,所述寿命阈值为所述传动部件的载荷上限设定值。换言之,在本发明实施中,通过计算传动部件多个位置区间的多个累计载荷,可以得到传动部件在各位置区间的受力情况,故可以更加精确的掌握传动部件的多个位置区间的使用情况。通过将各位置区间的累计载荷与传动部件的寿命阈值进行比较,可以确定多个位置区间的剩余寿命,因而可以提高传动部件的寿命估算的准确性。
33.通过将传动部件的传动行程划分为多个位置区间,计算传动部件在执行部件处于
所述位置区间时的累计载荷,可以得到执行部件在传动部件处于每一位置区间时的累计载荷,从而可以得到多个位置区间实时的累计载荷,因而可以进一步提高传动部件的寿命估算的准确性。
34.通过驱动部件的力矩电流,计算传动部件的当前载荷,相比通过外接检测装置检测力矩电流,可以获取更加准确的力矩电流,从而可以进一步提高计算当前载荷的准确性,进而可以提升传动部件寿命估算的准确性。
35.通过确认当前载荷的方向,将当前载荷计入至与所述方向对应的历史载荷,可以得到执行部件在不同运行方向传动部件的受力情况,从而可以进一步提升寿命估算的准确性,降低数控加工事故发生的概率,提升数控加工的安全性。
36.通过比较第一方向累计载荷以及第二方向累计载荷的大小,以载荷较大的作为该位置区间的累计载荷,可以得到更加准确的累计载荷,从而可以进一步提高传动部件寿命估算的准确性,可以提升数控加床的加工性能,进而提升数控机床的加工产品质量。
37.通过获取电机反馈给驱动部件的位置反馈信息,可以准确的确定执行部件所处位置区间,相比通过传感器等其他方式检测执行部件所属位置区间,位置反馈信息所反映的执行部件的位置区间更加准确,从而可以提升数据获取的准确性,进一步提升传动部件的寿命估算的准确性。
附图说明
38.图1是本发明实施例中一种传动部件寿命估算方法的流程图;
39.图2是本发明一具体实施中丝杠位置区间划分的结构示意图;
40.图3是本发明实施例中一种计算传动部件在执行部件处于位置区间时的累计载荷的流程图;
41.图4是本发明实施例中一种确定执行部件位置区间的方法的流程图;
42.图5是本发明实施例中一种将当前载荷计入历史载荷的方法的流程图;
43.图6是本发明实施例中一种传动部件寿命估算装置的结构示意图;
44.图7是本发明实施例中一种累计载荷计算单元的结构示意图;
45.图8是本发明实施例中一种剩余寿命确定子单元的结构示意图;
46.图9是本发明实施例中另一种剩余寿命确定子单元的结构示意图。
具体实施方式
47.如背景技术所述,现有传动部件寿命估算的准确性有待提升。
48.在本发明实施例中,通过计算对应传动部件多个位置区间中每一位置区间的累计载荷,得到所述传动部件的多个累计载荷,所述累计载荷为所述传动部件累计至指定时刻的载荷之和;基于所述传动部件的多个累计载荷与所述传动部件的寿命阈值之间的数值关系,得到所述传动部件在所述指定时刻后的剩余寿命,所述寿命阈值为所述传动部件的载荷上限设定值。在这一过程中,由于通过计算传动部件多个位置区间的多个累计载荷,可以得到传动部件在各位置区间的受力情况,故可以更加精确的掌握传动部件的多个位置区间的使用情况。进而通过将各位置区间的累计载荷与传动部件的寿命阈值进行比较,可以确定多个位置区间的剩余寿命,故可以提高传动部件的寿命估算的准确性。
49.为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
50.图1是本发明实施例中一种传动部件寿命估算方法的流程图,具体可以包括如下步骤:
51.步骤s11,计算对应传动部件多个位置区间中每一位置区间的累计载荷,得到所述传动部件的多个累计载荷,所述累计载荷为所述传动部件累计至指定时刻的载荷之和。
52.其中,传动部件是把动力装置的动力传递给工作机构的中间装置。在具体实施中,传动部件可以是丝杠、轴承、直线导轨中至少一个。例如,在数控系统中,电动机需要拖动刀架运行,则需要通过丝杠将电动机产生的动力传递给刀架,从而控制刀架的运行。在该控制系统中,丝杠作为中间装置,将电动机产生的动力传递给刀架。
53.所述累计载荷为所述传动部件累计至指定时刻的载荷之和,换言之,所述累计载荷为所述传动部件至所述指定时刻的历史载荷总量。
54.在具体实施中,通过划分传动部件的传动行程可以得到所述传动部件的多个位置区间。
55.参考图2,以丝杠为例,划分丝杠的传动行程从而得到丝杠的多个位置区间(如图2所示的位置区间1、位置区间2
……
位置区间n-1,位置区间n)。在本发明一实施例中,根据需要划分位置区间的数量划分丝杠的传动行程,例如,将丝杠的传动行程划分为10等份,得到丝杠的10个位置区间。在本发明另一实施例中,根据每一位置区间的长度划分传动行程,例如,按照每一位置区间的长度为10厘米,将传动行程为1米的丝杠划分为10个位置区间。
56.可以理解的是,在具体实施中,所述多个位置区间的划分方式可以有多种,以上实施例仅用于举例说明,并不用于限定本发明实施例所采用的位置区间的划分方式。
57.在具体实施中,传动部件可以支撑执行部件在传动部件的传动行程内运动。以刀架控制为例,电机驱动丝杠运行,从而使得丝杠可以支撑刀架在丝杠的传动行程内往复运动。
58.当刀架在丝杠上运动时,刀架对丝杠可以产生力的作用,从而使得丝杠会承受一定的载荷。在数控系统加工中,丝杠会带动刀架在丝杠的传动行程往复运动,从而使得丝杠一直受到来自刀架的力的作用。刀架在往复运动的过程中,丝杠承受的载荷的累加为丝杠受到的累计载荷。
59.在具体实施中,指定时刻为数控系统在运行过程中的任一时刻。数控系统运行过程中,在所述指定时刻刀架运行至丝杠多个位置区间的其中一个位置区间时,将丝杠在当前时刻受到载荷累计至该位置区间当前时刻之前所受到的所有载荷,得到丝杠在当前时刻所处位置区间的累计载荷,从而可以得到执行部件的多个位置区间在当前时刻的多个累计载荷。
60.步骤s12,基于所述传动部件的多个累计载荷与所述传动部件的寿命阈值之间的数值关系,得到所述传动部件在所述指定时刻后的剩余寿命,所述寿命阈值为所述传动部件的载荷上限设定值。
61.在具体实施中,传动部件的寿命阈值为传动部件的载荷上限设定值,具体的,为制造传动部件时确定的标准动载荷。比较传动部件的载荷上限值与累计载荷,可以得到传动部件的剩余寿命。
62.在具体实施中,基于所述传动部件的多个累计载荷与所述传动部件的寿命阈值之间的数值关系,得到所述传动部件在所述指定时刻后的剩余寿命,可以有多种实现方式。
63.在本发明一实施例中,比较所述多个累计载荷,得到所述多个累计载荷中的最大累计载荷,比较所述传动部件的寿命阈值与所述最大累计载荷,得到所述传动部件的寿命阈值与所述最大累计载荷的差值。
64.其中,通过判断所述传动部件的寿命阈值与所述最大累计载荷的差值,可以确定所述传动部件的寿命。在具体实施中,当所述差值大于零时,确定所述传动部件寿命终止,当所述差值小于或等于零时,确定所述差值为所述传动部件的剩余寿命。
65.在本发明另一实施例中,分别比较所述多个位置区间的累计载荷与所述传动部件的寿命阈值,得到所述多个位置区间的多个区间剩余寿命。在具体实施中,通过比较所述多个区间剩余寿命的大小,可以确定所述传动部件的剩余寿命以及可以确定所述传动部件的寿命是否终止。
66.具体的,当所述多个区间剩余寿命均大于零时,确定所述多个区间剩余寿命中数值最小的一个为所述传动部件的剩余寿命,当所述多个区间剩余寿命中任一个小于或等于零时,确定所述传动部件的寿命终止。
67.通过计算传动部件多个位置区间的多个累计载荷,可以得到传动部件在各位置区间的受力情况,可以更加精确的掌握传动部件的多个位置区间的使用情况。通过将各位置区间的累计载荷与传动部件的寿命阈值进行比较,可以确定多个位置区间的剩余寿命,进而可以提高传动部件的寿命估算的准确性。
68.在具体实施中,传动部件支撑执行部件在传动行程内运行的过程中,可以计算执行部件在传动部件的每一位置区间累计载荷。具体的,计算每一位置区间的累计载荷可以包括:计算传动部件在所述执行部件处于所述位置区间时的累计载荷。
69.为使本领域技术人员更好地理解和实现本发明实施例,以下参照附图,通过具体步骤说明如何计算传动部件在所述执行部件处于所述位置区间时的累计载荷。
70.如图3所示,在本发明一实施例中,计算传动部件在所述执行部件处于所述位置区间时的累计载荷的方法可以包括如下步骤:
71.步骤s31,采集驱动部件力矩输出电流,所述驱动部件适于通过传动部件控制所述执行部件的运行。
72.其中,驱动部件可以是伺服驱动器,在具体实施中,驱动部件可以是其他可用于控制并驱动电动机运行的部件,在此不做限制。
73.在具体实施中,采集驱动部件力矩输出电流可以是以固定时间频率采集驱动部件的力矩输出电流。具体的,所述固定时间频率可以与连接所述驱动部件的总线的通信频率相同。在其他实施例中,采集力矩输出电流频率可以是与驱动部件的输出频率相同。
74.步骤s32,根据所述力矩输出电流,计算所述执行部件在当前采集时刻的当前载荷。
75.在具体实施中,采集的驱动部件的力矩输出电流可以通过总线传输至数控系统,数控系统可以根据采集的力矩输出电流计算执行部件在当前采集时刻的当前载荷。
76.继续以丝杠以及伺服驱动器为例,在具体实施中,伺服驱动器可以用于控制电动机运转,电动机作为动力装置拖动丝杠运行。采集得到伺服驱动器的力矩输出电流后,可以
通过该力矩输出电流计算得到伺服驱动器在当前采集时刻的输出力矩,具体的,可以根据公式(1)计算得到当前采集时刻的输出力矩:
77.t
i
=i
ti
×
k
i
ꢀꢀꢀ
(1)
78.其中,t
i
为当前采集时刻的输出力矩,i
ti
为当前采集时刻采集到的伺服驱动器的力矩输出电流,k
i
为力矩系数。
79.在具体实施中,计算得到输出力矩t
i
后,可以根据公式(2)计算得到丝杠在当前采集时刻所受到的力:
80.f
i
=2πt
i
ξ/s
ꢀꢀꢀ
(2)
81.其中,f
i
为当前采集时刻丝杠所受到的力,s为丝杠的螺距,ξ为拖动丝杠运行的电动机的电机力矩与丝杠扭矩的转换系数。在具体实施中,转换系数ξ可以根据电动机的轴径以及丝杠的节径确定。
82.可以理解的是,电机轴径以及丝杠的节径为本领域技术人员可得知的公知常识,在此不做过多解释。
83.通过采集传动部件在当前采集时刻的力矩输出电流,计算得到当前采集时刻传动部件所受到的力,即可得到所述传动部件在当前采集时刻的当前载荷。
84.通过驱动部件的力矩输出电流,计算传动部件的当前载荷,相比通过外接检测装置检测力矩电流,可以获取更加准确的力矩输出电流,从而可以提高计算当前载荷的准确性,进而可以提升传动部件寿命估算的准确性。
85.继续参考图3,在具体实施中,采集力矩输出电流,通过所述力矩输出电流计算得到执行部件的在当前采集时刻的当前载荷后,所述计算传动部件在所述执行部件处于所述位置区间时的累计载荷的方法还可以包括:
86.步骤s33,确定所述执行部件在所述当前采集时刻的位置区间。
87.其中,执行部件在当前采集时刻的位置区间通过采集驱动所述传动部件的电动机反馈的信息确定,下面结合图4做详细说明。
88.参考图4,在具体实施中,确定所述执行部件在所述当前采集时刻的位置区间可以包括:
89.步骤s41,获取所述驱动部件输出的位置反馈信息,所述位置反馈信息为拖动所述传动部件运行的电机反馈的信息;
90.步骤s42,根据所述位置反馈信息,确定所述执行部件在所述当前采集时刻的所处位置区间。
91.在具体实施中,位置反馈信息可以是电动机反馈给驱动部件的电机旋转角度信息,通过电机旋转角度,可以确定执行部件在所述传动部件的传动行程内的运动行程,从而确定执行部件在当前采集时刻的位置区间。
92.采用上述实施例,通过获取电机反馈给驱动部件的位置反馈信息,可以确定执行部件在传动部件传动行程内的位置区间,相比通过传感器等其他方式检测执行部件所属位置区间,位置反馈信息所反映的执行部件的位置区间更加准确,从而可以提升数据获取的准确性,进而提升传动部件的寿命估算的准确性。
93.继续参考图3,所述计算传动部件在所述执行部件处于所述位置区间时的累计载荷的方法还可以包括:
94.步骤s34,将所述当前载荷计入所述当前采集时刻的位置区间对应的历史载荷,得到所述累计载荷。其中,所述历史载荷为所述当前采集时刻之前在所述位置区间的累计载荷。
95.在具体实施中,根据执行部件在传动部件上运行方向的不同,执行部件受到的载荷的方向不同。参考图5,图3中步骤s34中所述将所述当前载荷计入所述当前采集时刻的位置区间对应的历史载荷,得到所述累计载荷,可以包括:步骤s51,确定所述当前载荷的方向,将所述当前载荷计入至相应方向的历史载荷。
96.在具体实施中,所述方向可以包括第一方向和第二方向,所述第一方向和第二方向相反,所述累计载荷包括第一方向累计载荷和第二方向累计载荷。
97.继续参考图2,所述第一方向可以为图中的a方向,所述第二方向可以为图中的b方向,其中,a方向以及b方向标示传动部件制成执行部件在传动部件传动行程内运动的方向。
98.本领域技术人员可以理解的是,所述第一方向以及第二方向仅为描述方便,并非对传动执行部件在传动行程内具体运动方向的限制。
99.在具体实施中,电流有正负之分,执行部件的运行方向不同,用于拖动传动部件的电动机的旋转方向不同,采集用于控制电动机运行的驱动部件的力矩输出电流的正负不同。例如,在具体实施中,可以是执行部件沿图2中a方向移动时,采集的力矩输出电流为正,沿b方向移动时,采集的力矩输出电流为负。通过力矩输出电流计算得到当前载荷,从而使得计算得到的当前载荷也有正负之分。
100.例如,当执行部件在所述传动部件的传动行程内沿a方向运动时,采集得到的力矩输出电流为正,计算得到的当前载荷为正载荷,执行部件在所述传动部件的传动行程内沿b方向运动时,采集得到的力矩输出电流为负,计算得到的当前载荷为负载荷。
101.在具体实施中,图5中步骤s51所述将当前载荷计入至相应方向的历史载荷可以包括:若所述当前载荷为正载荷,则计入所述当前载荷至历史载荷中的正向历史载荷,得到所述第一方向累计载荷,若所述当前载荷为负载荷,则计入所述当前载荷至历史载荷中的负向历史载荷,得到所述第二方向累计载荷。
102.通过确认当前载荷的方向,将当前载荷计入至与所述方向对应的历史载荷,可以得到执行部件在不同运行方向传动部件的受力情况,从而可以提升寿命估算的准确性,降低数控加工事故发生的概率,提升数控加工的安全性。
103.继续参考图5,在具体实施中,图3中步骤s34中所述将所述当前载荷计入所述当前采集时刻的位置区间对应的历史载荷,得到所述累计载荷,还可以包括:步骤s52,比较所述第一方向累计载荷以及第二方向累计载荷,确定所述第一方向累计载荷以及第二方向累计载荷中载荷较大的为所述执行部件在所处位置区间的累计载荷。
104.在具体实施中,比较第一方向累计载荷以及第二方向累计载荷的绝对值,以绝对值较大的载荷作为执行部件在所处位置区间的累计载荷。例如,若第一方向累计载荷以及第二方向累计载荷的绝对值中,第一方向累计载荷的绝对值较大,则确定第一方向累计载荷的绝对值为执行部件在所处位置区间的累计载荷,反之以第二方向累计载荷绝对值为执行部件在所处位置区间的累计载荷。
105.通过比较第一方向累计载荷以及第二方向累计载荷的大小,以载荷较大的作为该位置区间的累计载荷,可以得到更加准确的累计载荷,从而可以提高传动部件寿命估算的
准确性,可以提升数控加床的加工性能,进而提升数控机床的加工产品质量。
106.本发明实施例还提供一种数控系统控制装置,其结构示意图参见图6,具体可以包括:
107.累计载荷计算单元61,适于计算对应传动部件多个位置区间中每一位置区间的累计载荷,得到所述传动部件的多个累计载荷,所述累计载荷为所述传动部件累计至指定时刻的载荷之和;
108.剩余寿命获取单元62,适于基于所述传动部件的多个累计载荷与所述传动部件的寿命阈值之间的数值关系,得到所述传动部件在所述指定时刻后的剩余寿命,所述寿命阈值为所述传动部件的载荷上限设定值。
109.其中,所述多个位置区间可以通过划分所述传动部件的传动行程得到,所述传动部件适于支撑执行部件在所述传动行程内运动。
110.在具体实施中,所述累计载荷计算单元61适于计算所述传动部件在所述执行部件处于所述位置区间时的累计载荷。
111.参考图7,在具体实施中,累计载荷计算单元61可以包括:
112.力矩输出电流采集子单元71,适于采集驱动部件力矩输出电流,所述驱动部件适于通过传动部件控制所述执行部件的运行;
113.当前载荷计算子单元72,适于根据所述力矩输出电流,计算所述执行部件在当前采集时刻的当前载荷;
114.位置区间确定子单元73,适于确定所述执行部件在所述当前采集时刻的位置区间;
115.累计载荷计入子单元74,适于将所述当前载荷计入所述当前采集时刻的位置区间对应的历史载荷,得到所述累计载荷,所述历史载荷为所述当前采集时刻之前在所述位置区间的累计载荷。
116.其中,驱动部件可以为伺服驱动器,在具体实施中,也可以是其他可驱动电动机运行的控制器。
117.在具体实施中,力矩输出电流采集子单元71可以以固定时间频率采集驱动部件的力矩输出电流,具体的,所述固定时间频率可以与连接驱动部件的总线的通信频率相同。
118.在具体实施中,累计载荷计入子单元74可以将当前载荷计入当前采集时刻的位置区间对应的历史载荷,其中,累计载荷计入子单元74可以包括:方向确定模块741,适于确定所述当前载荷的方向,将所述当前载荷计入至相应方向的历史载荷。
119.在具体实施中,所述方向可以包括第一方向和第二方向,所述第一方向和第二方向相反,所述累计载荷可以包括第一方向累计载荷和第二方向累计载荷,所述累计载荷计入子单元74还可以包括:累计载荷比较模块742,适于比较所述第一方向累计载荷以及第二方向累计载荷,确定所述第一方向累计载荷以及第一方向累计载荷中载荷较大的为所述执行部件在所处位置区间的累计载荷。
120.在具体实施中,将当前载荷计入当前采集时刻的位置区间对应的历史载荷,从而得到当前采集时刻的位置区间的累计采集。具体的,继续参考图7,所述位置区间确定子单元73可以包括:
121.位置反馈信息获取模块731,适于获取所述驱动部件输出的位置反馈信息,所述位
置反馈信息为拖动所述传动部件运行的电机反馈的信息;
122.位置区间确定模块732,适于根据所述位置反馈信息,确定所述执行部件在所述当前采集时刻的所处位置区间。
123.通过电机的反馈信息从而可以确定执行部件当前采集时刻的位置区间。
124.继续参考图6,在具体实施中,可以根据累计载荷计算单元61计算得到的多个位置区间的累计载荷,计算传动部件的剩余寿命。
125.参考图8,在本发明一具体实施中,所述剩余寿命获取单元62可以包括:
126.第一累计载荷比较子单元81,适于比较所述多个累计载荷,得到所述多个累计载荷中的最大累计载荷;
127.差值获取子单元82,适于比较所述传动部件的寿命阈值与所述最大累计载荷,得到所述传动部件的寿命阈值与所述最大累计载荷的差值;
128.第一寿命终止确定子单元83,适于当所述差值大于零时,确定所述传动部件寿命终止;
129.第一剩余寿命确定子单元84,适于当所述差值小于或等于零时,确定所述差值为所述传动部件的剩余寿命。
130.参考图9,在另一具体实施中,所述剩余寿命获取单元62可以包括:
131.第二累计载荷比较子单元91,适于比较分别比较所述多个位置区间的累计载荷与所述传动部件的寿命阈值,得到所述多个位置区间的多个区间剩余寿命;
132.第二寿命终止确定子单元92,适于当所述多个区间剩余寿命中任一个小于或等于零时,确定所述传动部件的寿命终止;
133.第二剩余寿命确定子单元93,适于当所述多个区间剩余寿命均大于零时,确定所述多个区间剩余寿命中数值最小的一个为所述传动部件的剩余寿命。
134.在具体实施中,传动部件寿命估算装置中所述的传动部件可以包括丝杠、轴承、直线导轨中至少一种。
135.本发明实施例中的传动部件寿命估算装置所涉及的名词解释、工作原理、具体实施方式以及有益效果均可以参见本发明实施例中的传动部件寿命估算方法,在此不再赘述。
136.本发明实施例还提供一种伺服进给系统,所述伺服进给系统可以包括传动部件以及如上所述传动部件寿命估算装置。
137.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令运行时可以执行所述传动部件寿命估算方法的步骤。
138.所述计算机可读存储介质可以是光盘、机械硬盘、固态硬盘等。上述计算机可读存储介质可以应用于机床的机头,或者也可以应用于其它的机床控制端。
139.本发明实施例还提供了一种终端,包括存储器和处理器,所述存储器上可以存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令,所述处理器运行所述计算机指令时执行所述传动部件寿命估算方法的步骤。
140.虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
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