機床設(shè)備作為裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備，在國民經(jīng)濟(jì)中起著極其重要的作用，其狀態(tài)的優(yōu)劣直接影響這產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而影響著生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
    目前，國內(nèi)對機床整機性能評估，特別是針對數(shù)控機床整機性能的研究很少。相關(guān)的研究主要集中在機床伺服進(jìn)給系統(tǒng)性能評估方面的研究，很多工作還是采用圓運動方法實現(xiàn)機床運動精度的檢測與診斷。主要研究的方向集中于機床精度方面，而對于機床整機性能評估則尚未有比較實用的方法出現(xiàn)。
    采用上述方法固然可獲取機床進(jìn)給軸的狀態(tài)信息，實現(xiàn)機床靜態(tài)性能的評估，但不能對機床的運動進(jìn)行在線測量和連續(xù)監(jiān)測，難以實現(xiàn)快速的機床整機性能在線評估，另一方面外加傳感器的安裝、機床狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的傳輸?shù)葐栴}也制約了其應(yīng)用，從而為數(shù)控機床的在線監(jiān)測、故障診斷和工作性能的評估帶來了困難，難以實現(xiàn)數(shù)控機床的全壽命周期管理與機床狀態(tài)的動態(tài)服務(wù)跟蹤。
    在實踐生產(chǎn)過程中，常常出現(xiàn)機床靜態(tài)精度檢查正常，也未出現(xiàn)任何故障，數(shù)控系統(tǒng)也無任何報警信息，但出現(xiàn)產(chǎn)品加工質(zhì)量異常。例如鋼管車絲機車絲時錐度超標(biāo)、軋輥磨床磨削軋輥時表面出現(xiàn)振紋，導(dǎo)致機床不得不停機檢修，而且在這種情況下往往很難找到機床出現(xiàn)問題的真正原因，經(jīng)過反復(fù)調(diào)整后，即使問題得到解決，檢修人員對于故障發(fā)生的原因還是一無所知。
1  基于數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機床動態(tài)信息獲取技術(shù)
    以機床自身數(shù)控系統(tǒng)為依托，通過數(shù)控系統(tǒng)的機床動態(tài)信息通訊接口，獲取數(shù)控機床的狀態(tài)信息。通過構(gòu)建狀態(tài)控制與信息獲取系統(tǒng)以全面獲取機床狀態(tài)信息，可以準(zhǔn)確地獲得某一個傳動鏈（主軸或伺服進(jìn)給軸）的電流、扭矩、速度、位置、功率等參數(shù)的波形，以此為基礎(chǔ)，通過對信號曲線變化的頻率進(jìn)行分析，可得出該傳動鏈的運行狀態(tài)。此外，也可以同時獲取兩根進(jìn)給軸在聯(lián)動運動時的狀態(tài)信息，例如位置信息，可以很方便地合成刀具的實際運動軌跡。
西門子SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)的機床狀態(tài)參數(shù)獲取
    SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)主要由數(shù)控及驅(qū)動單元（NCU）、人機通信單元（MMC和OP）、可編程邏輯控制器（PLC）三大模塊組成。由圖1可看出，SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)向用戶OEM程序提供了接口以供其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及指令控制。HMI或者用戶OEM程序與NCK/PLC之間的數(shù)據(jù)交換就是通過MPI接口、Windows動態(tài)數(shù)據(jù)交換機制（DDE）等實現(xiàn)的.數(shù)控機床狀態(tài)診斷新技術(shù)
圖 1  840D數(shù)控系統(tǒng)各模塊之間數(shù)據(jù)交互方式
    通過SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)的變量服務(wù)，OEM程序可以獲取NCK/PLC中的變量，進(jìn)而就可以得到機床電機的電流強度、負(fù)載大小、進(jìn)給軸的位置、進(jìn)給速度、電機輸出功率、輸出扭矩等機床性能狀態(tài)參數(shù)。