數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明在于提供一種基于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有這樣的特征，包括：振動(dòng)采集單元，采集由數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)；信號(hào)放大單元，將獲取到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大后輸出振動(dòng)放大信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，接收放大振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換發(fā)出數(shù)字振動(dòng)信號(hào)；機(jī)床側(cè)通信單元，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字振動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)發(fā)出；控制側(cè)通信單元，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)接受網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)；存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)振動(dòng)正常閾值；對(duì)比單元，對(duì)網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析生成對(duì)比數(shù)據(jù)；控制單元，將振動(dòng)正常閾值發(fā)送到對(duì)比單元，控制對(duì)比數(shù)據(jù)的生成；顯示單元，顯示對(duì)比數(shù)據(jù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別涉及一種基于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0002]GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡(jiǎn)稱(chēng),是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展而來(lái)的一種新型承載業(yè)務(wù)，目的是為用戶(hù)提供分組形式的數(shù)據(jù)服務(wù)。GPRS采用與GSM同樣的無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、頻帶、突發(fā)結(jié)構(gòu)跳頻規(guī)則以及TDMA幀結(jié)構(gòu)。新興的GPRS技術(shù)具有實(shí)時(shí)在線、按流量計(jì)費(fèi)、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，可從根本上解決傳統(tǒng)有線數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋锥?，更加貼近專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，在工程?shí)踐中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此，隨著數(shù)據(jù)通信技術(shù)的快速發(fā)展，以GSM/GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，通過(guò)選用GPRS無(wú)線終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集，具有較強(qiáng)的研究意義。GPRS模塊永遠(yuǎn)在線、價(jià)格便宜，加之GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，特別適合進(jìn)行頻繁的流量數(shù)據(jù)傳輸。因此，將傳統(tǒng)系統(tǒng)中單片機(jī)采集的數(shù)據(jù)通過(guò)串口傳輸?shù)紾PRS模塊，并通過(guò)該模塊與PC機(jī)進(jìn)行無(wú)線通信，就可實(shí)現(xiàn)新型的無(wú)線數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)并不需做很大改動(dòng)，只需在軟件功能上加以拓展。
[0003]目前，對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障診斷有許多方法，而基于振動(dòng)信號(hào)的診斷是普遍采用的方法之一。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生異常時(shí)都會(huì)引起振動(dòng)信號(hào)的變化，一般來(lái)說(shuō)，機(jī)床故障的60%?70%是通過(guò)振動(dòng)和由振動(dòng)輻射出的噪聲反映出來(lái)的。因此，可根據(jù)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的分析，掌握機(jī)床的故障情況，包括故障的原因、部位以及劣化程度。實(shí)際上，由于結(jié)構(gòu)上的原因，機(jī)床工作伴隨著振動(dòng)是正?，F(xiàn)象，也就是說(shuō)，振動(dòng)本身不能作為故障特征，只有異常振動(dòng)信號(hào)才可能包含某種故障信息。對(duì)出現(xiàn)故障的機(jī)床振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，利用傳統(tǒng)的頻譜分析、細(xì)化譜分析以及解調(diào)分析相結(jié)合的方法，將其與正常狀態(tài)下的機(jī)床振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行比較，從而提取該故障的特征，通過(guò)對(duì)故障特征作必要研究與分析，提出行之有效的診斷方法。
[0004]本發(fā)明將GPRS與根據(jù)振動(dòng)信號(hào)診斷數(shù)控機(jī)床故障結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，解決了數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)耗時(shí)、監(jiān)測(cè)效率低、數(shù)據(jù)分析困難等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目地在于提供一種基于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明提供的一種數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有這樣的特征，包括:振動(dòng)采集單元，設(shè)置在數(shù)控機(jī)床上，采集由數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)；信號(hào)放大單元，將獲取到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大后輸出振動(dòng)放大信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，與信號(hào)放大單元相連，接收放大振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換發(fā)出數(shù)字振動(dòng)信號(hào)；機(jī)床側(cè)通信單元，與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元相連，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字振動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)發(fā)出；控制側(cè)通信單元，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)接受網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)；存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)與數(shù)控機(jī)床在正常工作時(shí)的振動(dòng)信號(hào)范圍相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)正常閾值；對(duì)比單元，與將振動(dòng)正常閾值與網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比生成對(duì)比數(shù)據(jù)；控制單元，將振動(dòng)正常閾值發(fā)送到對(duì)比單元，控制對(duì)比數(shù)據(jù)的生成；顯示單元，與控制單元相連，顯示振動(dòng)正常閾值、網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)以及對(duì)比數(shù)據(jù)。
[0007]在本發(fā)明的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征:其中，振動(dòng)采集單元為加速度傳感器。
[0008]在本發(fā)明的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征:其中，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元為嵌入式處理器。
[0009]在本發(fā)明的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征:其中，嵌入式處理器為MSP430FG439單片機(jī)。
[0010]在本發(fā)明的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征:其中，機(jī)床側(cè)通信單元包括Internet協(xié)議處理器和調(diào)制解調(diào)器。
[0011 ] 在本發(fā)明的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征:其中，機(jī)床側(cè)通信單元為NW18無(wú)線模塊。
[0012]發(fā)明作用與效果
[0013]綜上所述，本發(fā)明的作用和效果在于:
[0014]本發(fā)明中的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)有的機(jī)床側(cè)通信單元可以將振動(dòng)采集單元采集的由數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)無(wú)線通信單元發(fā)給控制側(cè)通信單元?？刂茊卧@取到與控制側(cè)通信單元接收到的與振動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)?？刂茊卧獙⒕W(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)發(fā)送到對(duì)比單元并利用現(xiàn)有的分析方法將振動(dòng)正常閾值與網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行比較分析。實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，解決了數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)耗時(shí)、監(jiān)測(cè)效率低、數(shù)據(jù)分析困難等問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明中實(shí)施例中數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]圖1是本發(fā)明中實(shí)施例的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]如圖1所示，本實(shí)施例中，數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100包括:振動(dòng)采集單元1、信號(hào)放大單元2、信號(hào)轉(zhuǎn)換單元3、機(jī)床側(cè)通信單元4、遠(yuǎn)程管理中心5。
[0019]本實(shí)施例中，振動(dòng)采集單元I，為加速度傳感器JF103，設(shè)置在數(shù)控機(jī)床上，采集由數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)。信號(hào)放大單元2，為信號(hào)調(diào)理電路，與振動(dòng)采集單元I相連，將獲取到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大后輸出振動(dòng)放大信號(hào)。信號(hào)轉(zhuǎn)換單元3，為MCU系統(tǒng)，有A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，為嵌入式處理器，在這里采用基于MSP430FG439的單片機(jī)系統(tǒng)。信號(hào)轉(zhuǎn)換單元3與信號(hào)放大單元2相連，接收放大振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換發(fā)出數(shù)字振動(dòng)信號(hào)。機(jī)床側(cè)通信單元4，為NW18無(wú)線模塊，包括Internet協(xié)議處理器和調(diào)制解調(diào)器。Internet協(xié)議處理器用于對(duì)信息數(shù)據(jù)安裝TCP/IP協(xié)議進(jìn)行IP包的封裝。調(diào)制解調(diào)器用于機(jī)床側(cè)通信單元4的無(wú)線上網(wǎng)。機(jī)床側(cè)通信單元4與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元3相連，相對(duì)應(yīng)的MSP430FG439的單片機(jī)系統(tǒng)與NW18無(wú)線模塊通過(guò)RS-232串口相連。機(jī)床側(cè)通信單元4通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字振動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)發(fā)出，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)為GPRS。遠(yuǎn)程管理中心5與機(jī)床側(cè)通信單元4相連，為帶有數(shù)據(jù)分析軟件的PC機(jī)。遠(yuǎn)程管理中心5實(shí)時(shí)接收并保存網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析和處理。遠(yuǎn)程管理中心5包括控制側(cè)通信單元5a、存儲(chǔ)單元5b、對(duì)比單元5c、控制單元5d、以及顯示單元5e。控制側(cè)通信單元5a,與控制單元5d相連，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)接受網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)。存儲(chǔ)單元6，與控制單元5d相連，存儲(chǔ)與數(shù)控機(jī)床在正常工作時(shí)的振動(dòng)信號(hào)范圍相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)正常閾值以及控制側(cè)通信單元5a接收到的網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)；對(duì)比單元5c，與控制單元5d相連，為數(shù)據(jù)分析軟件，具有可視化的操作界面。對(duì)比單元5c將振動(dòng)正常閾值與網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比生成對(duì)比數(shù)據(jù)以及分析、比較等其他數(shù)據(jù)處理功能；控制單元5d，將振動(dòng)正常閾值發(fā)送到對(duì)比單元5c，控制對(duì)比單元5c生成對(duì)比數(shù)據(jù)；顯示單元5e,與控制單元5d相連,接受來(lái)自控制單元5d的控制命令,顯示振動(dòng)正常閾值、網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)、對(duì)比數(shù)據(jù)以及其他處理結(jié)果。
[0020]當(dāng)振動(dòng)采集單元I采集由數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，信號(hào)放大單元2獲取此振動(dòng)信號(hào)，并進(jìn)行放大處理后發(fā)出。信號(hào)轉(zhuǎn)換單元3接收到放大振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換發(fā)出數(shù)字振動(dòng)信號(hào)，機(jī)床側(cè)通信單元4將數(shù)字振動(dòng)信號(hào)通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)出。遠(yuǎn)程管理中心5的控制側(cè)通信單元5a接收到與數(shù)字振動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)。控制單元5d獲取到網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)后發(fā)送到存儲(chǔ)單元5b進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)的把振動(dòng)正常閾值和網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)，發(fā)送到對(duì)比單元5c進(jìn)行分析?？刂茊卧?d獲取到分析對(duì)比數(shù)據(jù)、振動(dòng)正常閾值以及網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)后發(fā)送到顯示單元5e顯示。
[0021]實(shí)施例的作用與效果
[0022]綜上所述，本實(shí)施例的作用和效果在于:
[0023]本發(fā)明中的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)有的機(jī)床側(cè)通信單元可以將振動(dòng)采集單元采集的由數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)無(wú)線通信單元發(fā)給控制側(cè)通信單元?？刂茊卧@取到與控制側(cè)通信單元接收到的與振動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)?？刂茊卧獙⒕W(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)發(fā)送到對(duì)比單元并利用現(xiàn)有的分析方法將振動(dòng)正常閾值與網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行比較分析。實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，解決了數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)耗時(shí)、監(jiān)測(cè)效率低、數(shù)據(jù)分析困難等問(wèn)題。
[0024]上述實(shí)施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 振動(dòng)采集單元，設(shè)置在所述數(shù)控機(jī)床上，采集由所述數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)； 信號(hào)放大單元，將獲取到的所述振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大后輸出振動(dòng)放大信號(hào)； 信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，與所述信號(hào)放大單元相連，接收所述放大振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換發(fā)出數(shù)字振動(dòng)信號(hào)； 機(jī)床側(cè)通信單元，與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元相連，通過(guò)所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將所述數(shù)字振動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)發(fā)出； 控制側(cè)通信單元，通過(guò)所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)接受所述網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)； 存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)與所述數(shù)控機(jī)床在正常工作時(shí)的振動(dòng)信號(hào)范圍相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)正常閾值； 對(duì)比單元，與所述將所述振動(dòng)正常閾值與所述網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比生成對(duì)比數(shù)據(jù)； 控制單元，將所述振動(dòng)正常閾值發(fā)送到所述對(duì)比單元，控制所述對(duì)比數(shù)據(jù)的生成； 顯示單元，與所述控制單元相連，顯示所述振動(dòng)正常閾值、所述網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)以及所述對(duì)比數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 其中，所述振動(dòng)采集單元為加速度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 其中，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元為嵌入式處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 其中，所述嵌入式處理器為基于MSP430FG439的單片機(jī)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 其中，所述機(jī)床側(cè)通信單元包括Internet協(xié)議處理器和調(diào)制解調(diào)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 其中，所述機(jī)床側(cè)通信單元為NW18無(wú)線模塊。
【文檔編號(hào)】G05B19/406GK103454970SQ201310347012
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】陳曉榮, 奚傳立, 殷弋, 張翌, 張運(yùn)濤 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)