动力伺服刀架状态监测系统研制

发布时间：2017-09-22 16:18

  本文关键词：动力伺服刀架状态监测系统研制

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【摘要】：国产关键功能部件的可靠性水平与进口产品差距较大是国产数控机床可靠性水平较低的主要原因，因此提高国产数控机床可靠性水平的关键在于降低国产关键功能部件的故障频率，提高其可靠性水平。动力伺服刀架是数控机床实现复合化加工的关键功能部件，，对其进行实验室可靠性试验能够暴露其潜在故障，通过故障分析并加以改进能够提高其可靠性水平。但是可靠性试验并不能将动力伺服刀架发生故障时的特征信息变化反应出来，也不能避免此类故障再次发生，因此研发能够在实验室可靠性试验过程中对动力伺服刀架特征信息进行采集和分析的状态监测系统具有重要的实用价值。 本文通过对动力伺服刀架进行故障分析，选择电流、振动、松开夹紧信号、温度作为监测参数，并针对各参数进行监测方案设计与实施、监测控制系统设计与编写，最终完成动力伺服刀架状态监测系统的研制，并在此基础上进行了动力伺服刀架状态监测试验。 本文的主要研究内容如下： 1.动力伺服刀架故障分析： 根据故障数据对动力伺服刀架进行故障部位和故障模式分析，以此为依据选择了伺服控制器与伺服电机之间动力线的电流、刀盘三向振动、刀架松开夹紧信号、动力刀座温度作为动力伺服刀架状态监测系统的监测参数。 2.动力伺服刀架状态监测方案设计： 分别选用霍尔电流变送器、无线加速度传感器节点、动力伺服刀架内部松开夹紧信号传感器、红外测温传感器作为电流、振动、松开夹紧信号、温度的监测敏感元件，并将采集到的信号通过数据采集卡、PLC和无线网关传输到工控机中进行存储和分析处理。 3.动力伺服刀架状态监测控制系统设计： 在动力伺服刀架可靠性试验台控制系统的基础上编写电流、松开夹紧信号、温度三个监测参数的监测控制程序；使用BeeData计算机采集处理软件实现刀盘三向振动信号的采集和分析处理，以实现各个监测参数的信号采集、信号处理、信号显示、特征值提取和数据管理，以及电流、松开夹紧信号、温度三个监测参数的自动报警。 4.动力伺服刀架状态监测试验： 使用动力伺服刀架状态监测系统对各监测参数进行状态监测试验，记录各监测参数信息数据并进行分析处理以得到表征各监测参数变化的特征量，并对电流、振动、松开夹紧信号三个监测参数的特征量进行统计分析，得出其变化范围。
【关键词】：动力伺服刀架 状态监测 故障分析 VB编程
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景和课题来源10-12
• 1.1.1 研究背景10-12
• 1.1.2 课题来源12
• 1.2 课题研究的目的和意义12-13
• 1.3 国内外发展及研究现状13-15
• 1.3.1 动力伺服刀架国内外发展及研究现状13-14
• 1.3.2 状态监测和故障诊断技术国内外发展及研究现状14-15
• 1.4 课题研究内容15-18
• 第2章 动力伺服刀架故障分析18-32
• 2.1 监测对象研究18-23
• 2.1.1 动力伺服刀架18-20
• 2.1.2 AK33100D 型动力伺服刀架20-23
• 2.2 动力伺服刀架故障分析23-30
• 2.2.1 动力伺服刀架故障数据统计23-27
• 2.2.2 动力伺服刀架故障部位分析27-28
• 2.2.3 动力伺服刀架故障模式分析28-30
• 2.3 动力伺服刀架监测参数选择30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 动力伺服刀架监测方案32-46
• 3.1 动力伺服刀架可靠性试验台32-36
• 3.2 总体监测方案36
• 3.3 电流监测方案36-39
• 3.4 刀盘振动监测方案39-41
• 3.5 松开夹紧信号监测方案41-42
• 3.6 动力刀座温度监测方案42-44
• 3.7 本章小结44-46
• 第4章 动力伺服刀架状态监测控制系统46-60
• 4.1 电流监测系统分界面48-50
• 4.2 振动监测系统分界面50-53
• 4.3 松开夹紧信号监测系统分界面53-56
• 4.4 温度监测系统分界面56-58
• 4.5 本章小结58-60
• 第5章 动力伺服刀架状态监测试验60-78
• 5.1 电流状态监测试验61-66
• 5.1.1 电流状态监测试验结果61-64
• 5.1.2 电流状态监测试验数据分析64-66
• 5.2 振动状态监测试验66-72
• 5.2.1 振动状态监测试验结果66-71
• 5.2.2 振动状态监测试验数据分析71-72
• 5.3 松开夹紧信号状态监测试验72-75
• 5.3.1 松开夹紧信号状态监测试验结果72-74
• 5.3.2 松开夹紧信号状态监测试验数据分析74-75
• 5.4 温度状态监测试验75-77
• 5.5 本章小结77-78
• 第6章 总结与展望78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84

【参考文献】

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本文编号：901811