一种数控机床的智能故障诊断系统及其方法与流程

技术特征：
1.一种数控机床的智能故障诊断系统，包括信号转换箱(1)，其特征在于：所述信号转换箱(1)的一端电性连接有显示器(2)，所述信号转换箱(1)的外表面固定安装有电流变送器(3)和电压变送器(4)，所述信号转换箱(1)的上表面安装有温度传感器(5)，所述信号转换箱(1)的一端电性连接有扫描诊断机构(6)，所述信号转换箱(1)的一端电性连接有摄像机构(7)，所述信号转换箱(1)的一端电性连接有数据对比箱(8)。2.根据权利要求1所述的一种数控机床的智能故障诊断系统，其特征在于：所述扫描诊断机构(6)包括龙门架(61)，所述龙门架(61)的上表面固定安装有信号放大器(62)，所述龙门架(61)上固定安装有红外线扫描仪(63)，所述龙门架(61)的侧壁上固定安装有超声波发生器(64)，所述龙门架(61)的侧壁上固定安装有位于所述超声波发生器(64)下方的换能器(65)，所述龙门架(61)的底部外表面焊接有定位板(66)，所述定位板(66)上螺纹连接有若干组紧固螺栓(67)。3.根据权利要求1所述的一种数控机床的智能故障诊断系统，其特征在于：所述摄像机构(7)包括摄像头(71)和安装板(72)，所述安装板(72)的四周均开设有安装孔，所述摄像头(71)固定安装在所述安装板(72)的下表面上。4.根据权利要求1所述的一种数控机床的智能故障诊断系统，其特征在于：所述信号转换箱(1)的底部设置有散热机构(9)，所述散热机构(9)与所述温度传感器(5)电性连接，所述散热机构(9)包括第一安装环(91)和伺服电机(92)，所述第一安装环(91)的四周均焊接有固定块(93)，所述固定块(93)的另一端焊接在所述信号转换箱(1)的内部，所述伺服电机(92)设置在所述第一安装环(91)的内侧，所述伺服电机(92)的外表面固定套接有第二安装环(94)，所述第二安装环(94)的四周均焊接有定位杆(95)，所述定位杆(95)的另一端通过第一螺钉(96)与所述第一安装环(91)固定连接，所述伺服电机(92)的输出端传动连接有扇叶(97)。5.根据权利要求4所述的一种数控机床的智能故障诊断系统，其特征在于：所述信号转换箱(1)的一侧设置有防尘机构(10)，所述防尘机构(10)包括盖板(101)，所述盖板(101)上固定设置有防尘网(102)，所述盖板(101)的外侧四周固定设置有凸块(103)，所述凸块(103)的外表面开设有沉孔(104)，所述沉孔(104)内螺纹连接有第二螺钉(105)，所述信号转换箱(1)的外表面开设有凹槽(106)，所述凸块(103)设置在所述凹槽(106)内，且所述凸块(103)通过所述第二螺钉(105)固定设置在所述凹槽(106)内。6.一种数控机床的智能故障诊断的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1.元件检查：工作人员检查各个部件性能是否正常，若发现有些部件性能不正常之后，进行维修或更换；s2.元件安装：在各个部件性能正常之后，将各个部件分别安装到预定的位置；s3.电流电压检测：通过电流变送器(3)对输出电流进行采集，通过电压变送器(4)对输出电压进行采集，对数控机床内部的电流电压进行诊断；s4.视频监控：将摄像机构(7)安装到预定的位置，通过摄像头(71)对数控机床内部进行实时监控，并通过显示器(2)显示，在产生故障时，直接对故障部位进行定位；s5.扫描诊断：通过超声波发生器(64)、换能器(65)和信号放大器(62)进行超声波诊断，将诊断结果传输到显示器(2)上，再通过红外线扫描仪(63)对数控机床进行扫描，显示器(2)通过文字和图像进行反映，使诊断结果便于观察；
s6.数据对比：通过控制数据对比箱(8)的转换按钮将数控机构的各项数据进行显示，并使数据对比箱(8)上显示的各项数据与显示器(2)上的各个数据进行对比，从而检测运行机制是否故障，完成数控机床的故障诊断工作。7.根据权利要求6所述的一种数控机床的智能故障诊断的方法，其特征在于：所述s3中电流电压检测时电流变送器(3)对电流进行检测时采用的电流检测方法包括以下步骤：s101.测量三相负载中的负载电流瞬时值i
a
，i
b
，i
c
；s102.利用clark变换，将三相负载中的负载电流瞬时值变换到α
‑
β两相正交坐标系中：经过坐标变换得到瞬时有功电流i
p
和无功电流i
q
；s103.基于i
p
_i
q
建立离散系统状态方程和测量方程；s104.利用卡尔曼滤波器对有功电流i
p
和无功电流i
q
进行滤波，得到直流分量；s105.通过坐标反变换得到基波正序电流，将基波正序电流与负载电流相减得到总补偿电流。8.根据权利要求7所述的一种数控机床的智能故障诊断的方法，其特征在于：所述s102中利用clark变换，将三相负载中的负载电流瞬时值变换到α
‑
β两相正交坐标系中，具体为：其中：9.根据权利要求7所述的一种数控机床的智能故障诊断的方法，其特征在于：所述s102中利用clark变换，经过坐标变换得到瞬时有功电流i
p
和无功电流i
q
，具体为：其中，ω为基波角频率。10.根据权利要求7所述的一种数控机床的智能故障诊断的方法，其特征在于：所述s103中基于i
p
_i
q
建立离散系统状态方程和测量方程，具体为：对于有功电流i
p
：其中，为状态转移矩阵，hp1×
16为测量矩阵，xp
16
×
1(k 1)为有功电流状态变量第k 1个值、xp
16
×
1(k)为有功电流状态变量第k个值、w(k)为过程噪声、v(k)为测量噪声、zp(k)为有功电流测量值；对于无功电流i
q
：
其中，为状态转移矩阵，hq1×
16为测量矩阵，xq
16
×
1(k 1)为无功电流状态变量的第k 1个值、xq
16
×
1(k)为无功电流状态变量第k个值、w(k)为过程噪声、v(k)为测量噪声、zq(k)为无功电流测量值。

技术总结
本发明公开了一种数控机床的智能故障诊断系统，包括信号转换箱，所述信号转换箱的一端电性连接有显示器，所述信号转换箱的外表面固定安装有电流变送器和电压变送器，所述信号转换箱的上表面安装有温度传感器，所述信号转换箱的一端电性连接有扫描诊断机构，所述信号转换箱的一端电性连接有摄像机构，所述信号转换箱的一端电性连接有数据对比箱。本发明还公开了一种数控机床的智能故障诊断的方法。本发明通过电流变送器对输出电流进行采集，通过电压变送器对输出电压进行采集，方便对数控机床内部的电流电压进行诊断。内部的电流电压进行诊断。内部的电流电压进行诊断。


技术研发人员：张金 张虎 崔君君 倪丹柯
受保护的技术使用者：南京工大数控科技有限公司
技术研发日：2021.08.03
技术公布日：2021/12/3