本文通過搭建加工中心盤式刀庫可靠性試驗臺預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)對盤式刀庫的狀態(tài) 監(jiān)測以及狀態(tài)信號的記錄,，在此基礎(chǔ)上進行比較分析,，選擇適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)信號建立關(guān)系 模型并求取故障預(yù)警閾值，最終實現(xiàn)故障預(yù)警,。
本課題研究的目的在于對盤式刀庫換刀系統(tǒng)進行狀態(tài)監(jiān)測與故障預(yù)警,，收集狀態(tài)信號，包括正常運行時的狀態(tài)信號與臨界故障時的狀態(tài)信號,，在所收集的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上 進行趨勢分析并進行故障預(yù)警,，提高盤式刀庫換刀系統(tǒng)的可靠性水平。因此,，故障預(yù) 警系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：
本章首先對盤式刀庫換刀系統(tǒng)可靠性試驗臺的結(jié)構(gòu),、性能參數(shù)和換刀流程進行了 分析；其次,，介紹了試驗臺預(yù)警系統(tǒng)所要實現(xiàn)的目標(biāo),，然后以所要完成的目標(biāo)為導(dǎo)引， 對所需的硬件設(shè)備和軟件做了簡要概述,。在此基礎(chǔ)上,，對預(yù)警系統(tǒng)的總體方案進行了 設(shè)計，選擇PLC為下位機,、選擇數(shù)據(jù)采集卡PCI對振動信號和溫度信號進行監(jiān)測,。
本章首先運用JM3815無線靜動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變儀采集了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù), 一方面得到了結(jié)構(gòu)在實際工作過程中的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，另一方面驗證了有限元 仿真的準(zhǔn)確性,。其次運用傅里葉分析儀對結(jié)構(gòu)進行了模態(tài)實驗得到了結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確 的模態(tài)參數(shù),，集合上一章得到的結(jié)構(gòu)的模態(tài)振型，使我們對于機床的靜態(tài)特性 有了更深一步的了解,。
本論文在深入研宄機床靜力學(xué),、動力學(xué)分析方法國內(nèi)外研宄現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上, 對龍門加工中心關(guān)鍵部件以及整機裝配體進行了比較完善的靜動態(tài)特性分析與 研究,。完成了預(yù)期的工作任務(wù)，達到了全面了解機床靜動態(tài)特性的目的,。論文 的總結(jié)如下：
精工加工中心電磁懸浮系統(tǒng)的基本原理是通過電磁繞組感應(yīng)出的電磁力吸引導(dǎo) 軌,，電磁力的方向與橫梁的重力方向相反。當(dāng)電磁力逐漸增加到與移動橫梁的重力相 等時,，移動橫梁就會懸浮起來完全與導(dǎo)軌分開,，從而實現(xiàn)無摩擦的運動。電磁懸浮系 統(tǒng)有兩種：排斥型和吸引型,。
假設(shè)立柱與床身構(gòu)成的結(jié)合面為理想結(jié)合面,，即假定結(jié)合面之間的接觸壓力在整 個結(jié)合面上為常數(shù)，結(jié)合面上各點均勻接觸,，并在所有的接觸點上具有相同的力學(xué)性 質(zhì),。使用吉村允孝法計算床身與立柱間結(jié)合面的等效剛度。
理論與試驗相結(jié)合的方法把機械結(jié)構(gòu)有限元理論模態(tài)分析的正過程和試驗?zāi)?態(tài)分析的逆過程有機地結(jié)合起來,，并根據(jù)實際需要交替反復(fù)應(yīng)用,，從而實現(xiàn)了機 械結(jié)構(gòu)的動力修改至動態(tài)優(yōu)化設(shè)計的全過程，以求得系統(tǒng)最優(yōu)的數(shù)學(xué)模型及其最 優(yōu)的動態(tài)特性模態(tài)分析,，稱為理論——試驗?zāi)B(tài)分析,。該方法進一步擴大了前兩 種方法工程應(yīng)用的范圍并顯著提高其工程應(yīng)用的效果，己成為目前的發(fā)展方向,。
本論文以1060型立式加工中心進行研究,，該加工中心為立式床身式結(jié)構(gòu)，進給軸為X,、Y,、Z三座標(biāo)控制， ******快移速度達20m/min(Z軸：15m/min);主軸為伺服電機動力驅(qū)動,，功率為 7.5/11Kw,，最高轉(zhuǎn)速達8000rpm;采用臺灣進口上銀雙螺母預(yù)壓C3級滾珠絲杠和 重載精密滾動直線導(dǎo)軌，絲杠兩端采用預(yù)拉伸機構(gòu),，大大消除了熱變形對機床精 度的影響,，機床定位精度達±0.0〇5mm，重復(fù)定位精度達±0.003mm;采用進口臺 灣刀庫,，容量16-24把可選,，換刀準(zhǔn)確可靠，最快換刀時間小于2.5秒,；機床數(shù) 控操作系統(tǒng)可以客戶自選,，機床能夠?qū)崿F(xiàn)對各種盤類、板類,、殼體,、凸輪,、模具 等復(fù)雜零件一次裝夾，完成鉆,、銑,、鏜、擴,、鉸,、攻絲等多種工序加工，適合于 多品種,、中小批量產(chǎn)品的生產(chǎn),，對復(fù)雜、高精度零件的加工更能顯示其優(yōu)越性,； 機床如配置第四,、五軸，可實現(xiàn)對復(fù)雜回轉(zhuǎn)類零件的高效,、高精自動化加工,。機 床適合航空航天、軍工國防,、汽車摩托車、工程機械,、制冷石化,、機車車輛等行 業(yè)的中小型零件的高效、高精自動化加工,。
模態(tài)分析理論是一門融振動理論,、信號分析、數(shù)據(jù)處理,、數(shù)理統(tǒng)計及自動控 制理論于一體的綜合,，并結(jié)合自身內(nèi)容的發(fā)展，形成的一套獨特的理論,。模態(tài)分 析實質(zhì)上是一種坐標(biāo)變換[22][23]t24][25],。其目的在于把原物理坐標(biāo)系統(tǒng)中描述的相應(yīng) 向量轉(zhuǎn)換到“模態(tài)坐標(biāo)系統(tǒng)”中來描述。在物理坐標(biāo)系統(tǒng)中,，彈性力和阻尼力往 往和兩座標(biāo)的相對位移與相對速度有關(guān),，即對應(yīng)的矩陣為非對角陣，對于有成千 上萬自由度的系統(tǒng),，解非對角陣（或耦合方程）既費時又會產(chǎn)生很大誤差,。向量 并不一定正交，而模態(tài)坐標(biāo)中的正交向量能更好地反映結(jié)構(gòu)特性,。模態(tài)試驗就是 通過對結(jié)構(gòu)或部件的試驗數(shù)據(jù)的處理和分析尋求其“模態(tài)參數(shù)”的,。主要應(yīng)用有：