[发明专利]一种电主轴状态监测与故障诊断系统及其监测诊断方法

权利要求书

1.一种电主轴状态监测与故障诊断系统，其特征在于:包括电主轴装置、信号调理和采集装置（1）、参数设置模块（2）、音频采集装置（4）和视频监测装置（5）、下位机（6）、上位机（8）、客户端，

所述的信号调理和采集装置（1）、参数设置模块（2）、音频采集装置（4）和视频监测装置（5）安装在电主轴装置上，信号调理和采集装置（1）与下位机（6）连接，下位机（6）与上位机（8）连接，上位机（8）与客户端连接，信号调理和采集装置（1）用于检测并获取电主轴装置的实时信号，参数设置模块（2）用于设置电主轴装置的故障信号，下位机（6）包括状态监测模块（8）和报警提示模块（16），状态监测模块（8）用于接收信号调理和采集装置（1）获取的电主轴装置的实时信号，并根据参数设置模块（2）设置电主轴装置的故障信号判断电主轴运行的健康状态，健康时，下位机（6）将信号调理和采集装置（1）获取的电主轴装置的实时信号传递给上位机（8），不健康时，报警提示模块（16）自动报警；上位机（8）包括专家模块（9）和故障诊断数据库（3），故障诊断数据库（3）用于存储电主轴装置所有的历史故障信息，确定电主轴装置的运行状态和故障部件，专家模块（9）用于接收下位机（6）传送的信号调理和采集装置（1）获取的电主轴装置的实时信号，并根据故障诊断数据库（20）存储的数据确定电主轴装置的运行状态和故障部件，音频采集装置（4）和视频监测装置（5）均通过下位机（6）与上位机（8）连接，上位机（8）将音频采集装置（4）和视频监测装置（5）的检测信号传递给客户端。

2.根据权利要求1所述的一种电主轴状态监测与故障诊断系统，其特征在于：所述的信号调理和采集模块包括采集信号传感器（15）、信号调理器（14）和数据采集卡（17），采集信号传感器（15）包括电压传感器（152）、电流传感器（151）、振动传感器（153），电流传感器（151）与信号调理器（14）连接，电压传感器（152）、振动传感器（153）、信号调理器（14）均与数据采集卡（17）连接，数据采集卡（17）与下位机（6）连接，信号调理器（14）用于将电流传感器（151）检测到的电流信号转变为符合数据采集卡（17）PCI模拟输入端口要求的电压信号，所述的数据采集卡（17）包括低频数据采集卡（171）、高频数据采集卡（172），低频采集卡（171）采集电主轴装置噪声对电主轴固有频率的干扰；高频采集卡（172）采集电压传感器（152）、振动传感器（153）、信号调理器（14）的检测信号并将振动传感器（153）的检测信号转化为数字信号，然后将采集到的电压传感器（152）、信号调理器（14）、转化为数字信号后的振动传感器（153）的检测信号同时传送给下位机（6）。

3.根据权利要求2所述的一种电主轴状态监测与故障诊断系统，其特征在于：所述的电主轴装置包括电主轴（12）、过盈套（21）、鼠笼型转子模块（22）、定子模块（23）、轴承（24）、润滑油气入口（25）、冷却油出口（26）、电源接口（27），振动传感器（153）安装在电主轴（12）的轴承（24）两端，电流传感器（151）安装在鼠笼型转子模块（21）和定子模块（23）上；电压传感器（152）安装在电源接口（27）上；音频采集装置（4）以及所述视频监测装置（5）分别安装在电主轴（12）的底部支撑座上。

4.根据权利要求2或3所述的一种电主轴状态监测与故障诊断系统，其特征在于：所述的电压传感器（152）为型号为SVD-C19-500P5O9的电压传感器，电流传感器（151）为型号为SAC-S7-50P2O9的电流传感器，振动传感器（153）为型号为ULT2124的压电式振动传感器。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种电主轴状态监测与故障诊断系统，其特征在于：所述的音频采集装置（4）为麦克风（13），视频监测装置（5）为摄像头（11），报警提示模块（16）为鸣笛报警器。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种电主轴状态监测与故障诊断系统，其特征在于：所述的下位机（6）为工控机，上位机（8）为PC机，下位机（6）与上位机（8）通过光纤连接，信号调理和采集装置（1）与下位机（6）通过光纤连接。

7.根据权利要求1-3任一项所述的一种电主轴状态监测与故障诊断系统，其特征在于：所述的专家模块（9）与报警提示模块（16）连接。