数控机床机械故障诊断方法的研究及应用

发布时间：2017-06-19 03:09

  本文关键词：数控机床机械故障诊断方法的研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会生产的不断发展,机械设备的故障诊断逐渐成为具有重要意义的工作。数控机床作为机电一体化在机械加工领域中的典型设备,将电子电力、自动化控制、电机、检测、计算机、机床、液压、气动和加工工艺等技术集中于一体,它的任何部分出现故障,都可能导致加工精度降低,甚至机床停机、生产停顿,从而带来不必要的损失。因此,加强数控机床故障诊断的研究是十分必要的。 本文结合与上海通用汽车公司的合作项目,根据实际需要,对自动化生产线上的机械传动部分的故障进行了诊断方法及实际应用的研究,同时基于诊断要求,进行了诊断系统数据库的设计。论文工作主要包括以下几个部分。 从数控机床主要机械元件振动信号的产生机理出发,论述了振动特性、响应信号及故障特征之间的内在关系。在此基础上研究各分析方法的原理、特性,针对不同的故障选择不同的分析方法。 针对数控机床机械系统的非线性和振动信号的非平稳特性,引入局域波分析方法。将实测数据分解成有限个基本模式分量,并赋予每个分量具有实际物理意义的瞬时频率,使各特征频率更加明显,从而有效的提取故障信息。 针对在数控机床加工生产线诊断过程中出现的新旧轴承型号混淆问题,在总结和汲取别人研究成果的基础上,选用PB作为开发平台,重新设计了故障诊断系统数据库,在实际应用中检测了它的有效性,为长远的故障诊断分析打下了良好基础。 在实际诊断中,将局域波分析方法与诊断数据库有效结合,正确的识别了故障部位,解决了实际问题,从而证明了本文所用方法在数控机床故障诊断中的有效性。
【关键词】：故障诊断 数控机床 振动信号 时频分析 局域波法 数据库
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG659
【目录】：

• 1 绪论8-17
• 1.1 课题研究背景与意义8
• 1.2 数控机床发展概况8-10
• 1.2.1 数控机床的发展历程8-9
• 1.2.2 数控机床的发展趋势9-10
• 1.3 数控机床结构特点10-12
• 1.4 数控机床故障诊断的内容12-16
• 1.4.1 数控机床故障的分类12
• 1.4.2 数控机床自诊断技术12-13
• 1.4.3 数控机床机械故障诊断方法13-14
• 1.4.4 数控机床故障诊断的一般过程14-16
• 1.5 论文结构16-17
• 2 数控机床主要机械部件故障机理17-26
• 2.1 传动箱故障机理及特征17-19
• 2.1.1 幅值调制17-18
• 2.1.2 频率调制18-19
• 2.1.3 振动中的其它成分19
• 2.2 滚动轴承故障机理及特征19-24
• 2.2.1 滚动轴承的固有振动20
• 2.2.2 承载状态下滚动轴承的振动20-21
• 2.2.3 异常轴承的振动21-24
• 2.3 机床导轨爬行故障机理及特征24-26
• 3 振动故障信号特征提取方法26-40
• 3.1 幅值域分析法26
• 3.2 时域分析法26-27
• 3.3 频域分析法27-31
• 3.3.1 傅立叶分析27-28
• 3.3.2 倒频谱技术28-29
• 3.3.3 包络分析29-30
• 3.3.4 频谱细化分析30-31
• 3.4 时频分析方法31-40
• 3.4.1 小波分析31-32
• 3.4.2 局域波法的提出32-33
• 3.4.3 局域波分解算法33-37
• 3.4.4 仿真信号比较37-40
• 4 故障诊断系统数据库设计40-54
• 4.1 故障诊断系统结构40-41
• 4.2 开发软件的选择41
• 4.3 数据来源与组成41-44
• 4.4 具体结构设计44-54
• 4.4.1 现场采集原始数据管理系统44
• 4.4.2 系统初始化管理系统44-51
• 4.4.3 中间结果数据管理系统51-53
• 4.4.4 诊断结果数据管理系统53-54
• 5 数控加工生产线故障诊断分析54-65
• 5.1 加工生产线介绍54-56
• 5.2 信号采集及数据登录56-58
• 5.3 实际诊断58-62
• 5.4 局域波法在故障诊断中的应用62-64
• 5.5 诊断结果64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况70-71
• 致谢71-72
• 大连理工大学学位论文版权使用授权书72

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