基于虛擬儀器的機(jī)床主軸部件故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)研究.pdf

1、主軸部件是數(shù)控機(jī)床重要的機(jī)械部件，同時(shí)也是機(jī)床易損壞的部件之一，其工作性能的好壞直接影響到機(jī)床加工工件精度與表面粗糙度。數(shù)控機(jī)床的多數(shù)故障與主軸部件有關(guān)，主軸部件的缺陷通常使機(jī)床產(chǎn)生異常的振動(dòng)和噪聲，造成機(jī)床損壞，甚至發(fā)生災(zāi)難性事故。因此，開展對數(shù)控機(jī)床主軸部件的故障診斷研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　 主軸部件的故障振動(dòng)信號，包括反應(yīng)主軸部件本身工作狀態(tài)信息，以及主軸箱體其它運(yùn)動(dòng)部件和結(jié)構(gòu)的狀態(tài)信息，如果僅從傳統(tǒng)的

2、時(shí)域或頻域?qū)χ鬏S部件的振動(dòng)信號進(jìn)行分析，則很難發(fā)現(xiàn)故障前后的變化。目前對主軸部件振動(dòng)信號識別主要采用模擬監(jiān)測系統(tǒng)，存在操作界面不友好，功能單一，通用性差等缺點(diǎn)。本文針對以上不足，采用基于虛擬儀器的小波包絡(luò)解調(diào)分析方法對主軸--軸承系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。試驗(yàn)表明，虛擬儀器技術(shù)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，結(jié)合相應(yīng)的硬件，突破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、傳送等方面的限制；基于LabVIEW和Matlab的小波包絡(luò)解調(diào)分析方法，能快速有效地提取主

3、軸部件故障特征信號。
　　 本研究主要包括以下幾方面的內(nèi)容：
　　 1.通過試驗(yàn)和主軸部件動(dòng)力學(xué)理論分析方法，研究并總結(jié)了主軸部件故障產(chǎn)生的機(jī)理，建立了不同故障狀態(tài)下的理論模型。
　　 2.針對傳統(tǒng)包絡(luò)解調(diào)方法需要人為選定共振頻帶的缺陷，采用基于高斯函數(shù)的小波包絡(luò)解調(diào)分析來監(jiān)測、診斷主軸部件故障的發(fā)生和發(fā)展過程。
　　 3.在考慮主軸部件故障類型和特性的基礎(chǔ)上，合理選用加速度傳感器、電渦流傳感器、數(shù)據(jù)采集

4、卡，采用時(shí)域分析、頻域分析以及小波包絡(luò)解調(diào)分析診斷方法，在虛擬儀器圖形化編程語言平臺上，成功組建了一套主軸部件故障監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。
　　 通過上述研究得到以下結(jié)論：
　　 1.試驗(yàn)表明，與傳統(tǒng)信號的時(shí)域、頻域分析方法相比，小波包絡(luò)解調(diào)分析方法能夠快速有效地提取主軸部件故障特征信號，為主軸部件故障的快速識別提供了新途徑。
　　 2.在LabVIEW軟件平臺上開發(fā)基于虛擬儀器的主軸部件故障診斷監(jiān)測系統(tǒng)，代表了未來