數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ),直接影響國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力,是一個國家制造業(yè)水平的重要體現(xiàn),在航空航天、水電、機(jī)械等行業(yè)發(fā)揮重要作用。數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障,不僅影響生產(chǎn)效率,嚴(yán)重時導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)或造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于智能化數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)具有自主、多學(xué)科融合、主動維護(hù)等優(yōu)勢,對提高數(shù)控機(jī)床的加工效率、精度和可靠性能起著巨大的推動作用。 根據(jù)數(shù)控機(jī)床主要機(jī)械部件的運(yùn)行和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析各部件故障發(fā)生的原因,選擇振動、溫度和噪聲作為檢測對象,采用振動、溫度和聲發(fā)射傳感器,安裝在診斷部件上,選擇PCI高速數(shù)據(jù)采集卡建立智能化數(shù)控機(jī)床故障診斷硬件系統(tǒng)。 對采集的振動、溫度和聲發(fā)射信號進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理,通過時域、頻域和時頻域分析,提取反應(yīng)故障的敏感特征值,將特征值輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練和模式識別。 智能化數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng),分別是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、性能退化評估系統(tǒng)和故障預(yù)警系統(tǒng),各個分系統(tǒng)之間主要是通過數(shù)據(jù)庫或者數(shù)據(jù)文本文件進(jìn)行信息之間的交互。使用VC++.MATLAB和Oracle完成了系統(tǒng)軟件框架設(shè)計。將Visual studio2010作為軟件開發(fā)平臺,軟件采用VC++,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、服務(wù)程序的編寫,同時系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)利用MFC界面。MATLAB完成采集數(shù)據(jù)的計算,進(jìn)行信號的零均值化、去噪和時頻域計算。 實(shí)際運(yùn)行效果表明,該智能化數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)能對數(shù)控機(jī)床的故障進(jìn)行有效的預(yù)測,提高了機(jī)床的可靠性。
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：TG659;TH165.3
【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 本課題研究的背景與意義
    1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)控機(jī)床簡介
        1.2.2 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢
    1.3 數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)的發(fā)展概況
        1.3.1 數(shù)控機(jī)床故障的分類與特性
        1.3.2 數(shù)控機(jī)床的故障診斷方法
        1.3.3 數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)的發(fā)展新方向
    1.4 論文主要內(nèi)容
    1.5 小結(jié)
第2章 數(shù)控機(jī)床故障機(jī)理分析
    2.1 數(shù)控機(jī)床簡介
    2.2 數(shù)控機(jī)床的主要機(jī)械部件和故障
        2.2.1 數(shù)控機(jī)床的主要故障部位
        2.2.2 關(guān)鍵機(jī)械部件故障
    2.3 數(shù)控機(jī)床故障診斷流程
    2.4 小結(jié)
第3章 智能化數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)硬件設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計
    3.2 傳感器的分類及選擇
        3.2.1 傳感器的選擇
        3.2.2 傳感器的安裝
    3.3 信號采集系統(tǒng)的設(shè)計
        3.3.1 選擇測量參數(shù)和信號測點(diǎn)
        3.3.2 設(shè)置信號采集的基本參數(shù)
    3.4 采集系統(tǒng)的建立與參數(shù)設(shè)計
        3.4.1 采集系統(tǒng)的建立
        3.4.2 采集卡的選擇
        3.4.3 采集卡的安裝與參數(shù)設(shè)定
        3.4.4 數(shù)據(jù)采集類型及選擇
    3.5 小結(jié)
第4章 信號處理與診斷模型
    4.1 信號的預(yù)處理
        4.1.1 零均值化處理
        4.1.2 平滑處理與剔除異點(diǎn)
        4.1.3 振動信號濾波
    4.2 振動信號特征提取
        4.2.1 時域特征分析
        4.2.2 頻域特征分析
    4.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷
        4.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法
        4.3.2 BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練
    4.4 小結(jié)
第5章 系統(tǒng)的開發(fā)
    5.1 系統(tǒng)開發(fā)的平臺和開發(fā)環(huán)境
    5.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計
    5.3 采集系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 采集設(shè)計及數(shù)據(jù)存儲
        5.3.2 主要采集程序代碼介紹
        5.3.3 服務(wù)程序的設(shè)計
    5.4 系統(tǒng)界面顯示
        5.4.1 獲取機(jī)床的相關(guān)信息
        5.4.2 性能退化界面
        5.4.3 故障預(yù)警界面
    5.5 小結(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2831187