介紹

直線運(yùn)動導(dǎo)軌、滾珠花鍵和滾珠絲杠等傳動元件廣泛應(yīng)用于自動化領(lǐng)域。從外科機(jī)械臂到飛機(jī)起落架和捷運(yùn)門機(jī)構(gòu)，它們都是世界各地精密儀器里的核心。通過確定這些要素的狀態(tài)，可以通過有效的機(jī)器維護(hù)、降低庫存管理成本和增加設(shè)備正常運(yùn)行時間，順利執(zhí)行制造過程。 

該客戶每年銷售數(shù)以萬計的此類變速器部件，微嵌高馳通過設(shè)計一個數(shù)據(jù)收集模塊為這些部件創(chuàng)造了大量增長，該模塊根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)構(gòu)建獨(dú)特的模型，并衍生出一種獨(dú)特的算法來執(zhí)行智能機(jī)的狀態(tài)診斷和預(yù)測檢測。

系統(tǒng)要求

客戶每年銷售大量的傳動部件，其產(chǎn)品進(jìn)入半導(dǎo)體、醫(yī)療設(shè)備和汽車制造業(yè)的高精度工業(yè)機(jī)械。

直線運(yùn)動系統(tǒng)是由直線運(yùn)動導(dǎo)軌、滑動底座和滾珠固定件組成的精密機(jī)械的關(guān)鍵部件。線性運(yùn)動系統(tǒng)通過在線性軸上的低摩擦滑動運(yùn)動來運(yùn)行。通過采集運(yùn)行過程中的振動信號，數(shù)據(jù)處理和建模可以創(chuàng)建可靠的網(wǎng)絡(luò)模塊，這些模塊將能夠確定直線運(yùn)動導(dǎo)軌的狀態(tài)，而遠(yuǎn)程站點(diǎn)將能夠監(jiān)控所有工業(yè)機(jī)械的狀態(tài)。 

現(xiàn)場模塊將有布線和空間限制，因此考慮到這些要求，數(shù)據(jù)采集模塊需要是一個一體化的緊湊計算平臺，除了網(wǎng)絡(luò)連接外，還可以執(zhí)行采集、存儲和數(shù)據(jù)處理。

系統(tǒng)描述

微嵌高馳數(shù)據(jù)采集解決方案由兩部分組成：一個帶信號調(diào)節(jié)的DAQ模塊和一個緊湊的計算平臺，用于監(jiān)控直線運(yùn)動導(dǎo)軌的狀態(tài)，并將機(jī)械狀態(tài)傳送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫和控制室，因此工廠管理人員和工程師可以輕松地監(jiān)控所有制造條件。DAQ板有多個內(nèi)置信號濾波的模擬數(shù)據(jù)傳感器，用于從滑塊和滾珠固定件收集濾波后的X、Y和Z軸振動信號。然后將數(shù)據(jù)與從光中斷器的位置偏差中獲取的四組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時生成的參考時間線進(jìn)行比較。

憑借廣泛的IT編程能力，客戶可以使用基于ARM的MCU的精簡指令集進(jìn)行所有必要的控制和計算。Linux體系結(jié)構(gòu)只需要4GB的內(nèi)部內(nèi)存來存儲收集的數(shù)據(jù)并提取其值。最后，相關(guān)信息可以通過微嵌高馳的無線ADAM-6700E模塊上傳到云端，這樣工程師就可以遠(yuǎn)程監(jiān)控直線運(yùn)動導(dǎo)軌和機(jī)器的狀態(tài)。

項(xiàng)目實(shí)施 

結(jié)論

智能機(jī)狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)測維護(hù)解決方案從底層物理信號（振動信號）的采集開始。然后對信號數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，并通過高速數(shù)據(jù)總線發(fā)送到MCU進(jìn)行存儲。然后，MCU計算特征值，上傳到云端，然后發(fā)送實(shí)時短信警報，用于預(yù)測性維護(hù)。 

客戶使用微嵌高馳高度集成的UbuntuLinuxAPI（結(jié)合DAQ和無線成像）開發(fā)高度定制的現(xiàn)場信息流，連接到公司數(shù)據(jù)庫。雖然客戶在編碼和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施方面擁有高度的IT能力，但他們?nèi)狈ΜF(xiàn)場數(shù)據(jù)收集和硬件集成的解決方案。在與客戶反復(fù)討論后，微嵌高馳通過將標(biāo)準(zhǔn)化的IPC+DAQ解決方案轉(zhuǎn)變?yōu)榫o湊的數(shù)據(jù)采集平臺，提出了適合客戶IT能力的完整硬件和系統(tǒng)集成平臺。

這樣，客戶就可以利用他們在軟件開發(fā)方面的專業(yè)知識大大降低硬件需求，從而降低部署成本?？蛻魴C(jī)隨后成功地將解決方案部署到他們工廠的一千多臺機(jī)器上。由此產(chǎn)生的機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)測性維護(hù)解決方案大大提高了制造效率，迄今已在各種行業(yè)的2000多個系統(tǒng)中采用。