數(shù)控機床滾珠絲杠副的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷研究.pdf

1、數(shù)控機床是現(xiàn)代工業(yè)中重要的大型機械設備，滾珠絲杠副因具有很高的傳動效率、定位精度和剛度等特點而成為數(shù)控機床進給系統(tǒng)中主要的基礎傳動部件之一，在機床的力矩傳動以及加工定位過程中起到不可替代的作用。然而，滾珠絲杠副也是進給系統(tǒng)中容易發(fā)生故障的部件之一，如若發(fā)生故障，就會影響整個機床的加工精度，甚至造成停機。因此，研究開發(fā)高效可靠的狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術，用于指導數(shù)控機床的維護保養(yǎng)，對于提高數(shù)控機床的高速、高精度運行能力具有十分重要的意義。<

2、br>　　本文以數(shù)控機床滾珠絲杠副為研究對象，在綜合分析故障診斷技術、滾珠絲杠副故障診斷的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及無傳感器數(shù)控機床監(jiān)測技術發(fā)展的基礎上，提出了基于數(shù)控機床內(nèi)置傳感器獲取內(nèi)部伺服信息的滾珠絲杠副故障診斷方法，并與傳統(tǒng)的外置傳感器監(jiān)測機床狀態(tài)信息的故障診斷方法進行對比分析。針對滾珠絲杠副的正常、滾道磨損、滾珠破損和絲杠彎曲四種狀態(tài)類型設計了試驗方案，基于LabVIEW和MATLAB軟件進行混合編程，最終建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡和PN

3、N神經(jīng)網(wǎng)絡的滾珠絲杠副智能診斷模型，對數(shù)控機床滾珠絲杠副的狀態(tài)類型進行識別研究。
　　在分析了數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)的組成及內(nèi)置傳感器作用的基礎上，提出了數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)中滾珠絲杠副狀態(tài)信息的無傳感器監(jiān)測的概念，研究了滾珠絲杠副狀態(tài)信息的獲取方法。
　　基于滾珠絲杠副的結(jié)構組成，分析了其故障機理和振動特征;確定了針對滾珠絲杠副的正常狀態(tài)、滾道磨損、滾珠破損和絲杠彎曲四種狀態(tài)類型的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法。
　　設計了數(shù)

4、控機床滾珠絲杠副的試驗方案和試驗系統(tǒng)的總體架構，搭建了狀態(tài)信息監(jiān)測試驗臺;基于LabVIEW及西門子STARTER軟件平臺，針對傳統(tǒng)監(jiān)測與無傳感器監(jiān)測兩種監(jiān)測方法建立了滾珠絲杠副狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件和軟件進行了詳細設計。
　　進行了數(shù)據(jù)的分析和處理，對基于兩種采集方法所采集到的滾珠絲杠副狀態(tài)信息進行時域、頻域及時頻域分析，獲得初始特征量;通過核主元分析方法，對初始特征向量進行降維、約簡處理，最終分別確定了