發(fā)布時(shí)間：2018-04-01 20:07

  本文選題：加工中心　切入點(diǎn)：故障診斷　出處：《昆明理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：自主研發(fā)的新型加工中心的可靠性是影響其性能的重要因素,對(duì)其可靠性分析是提高加工中心性能的一種重要方法。加工中心的遠(yuǎn)程故障診斷是可靠性分析的重要內(nèi)容。為了加工中心的在運(yùn)行過(guò)程中能夠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行,避免重大事故的發(fā)生,提高生產(chǎn)效率和機(jī)床的利用率,以提高其性能。本文針對(duì)加工中心的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)開發(fā)加工中心旋轉(zhuǎn)部件的故障診斷系統(tǒng)和加工中心數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)。并對(duì)加工中心轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行了有限元壽命分析。實(shí)現(xiàn)通信是解決遠(yuǎn)程故障診斷的基礎(chǔ),首先通過(guò)RS-232C接口選擇工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)與通信設(shè)備的通信,利用遠(yuǎn)程通信設(shè)備中的3Gmodem模塊與計(jì)算機(jī)的通信,最后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,獲取所需的數(shù)據(jù)。故障數(shù)據(jù)是確定所得信號(hào)是否為故障的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)加工中心故障診斷系統(tǒng)分為旋轉(zhuǎn)部件的故障診斷系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)兩部分。加工中心旋轉(zhuǎn)部件的故障診斷系統(tǒng)是基于振動(dòng)信號(hào)處理,提取故障特征以達(dá)到故障診斷的目標(biāo)。首先對(duì)故障振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理。采用時(shí)域分析主要包括統(tǒng)計(jì)特征參量分析和相關(guān)函數(shù)分析。采用頻域分析主要有幅值譜分析、功率譜分析、倒頻譜分析和細(xì)化譜分析。此外還引入了小波分析方法對(duì)加工中心啟停時(shí)的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理提取故障特征,以便用戶故障診斷,利用MATLAB軟件設(shè)計(jì)了診斷系統(tǒng)。通過(guò)加工中心轉(zhuǎn)臺(tái)的模態(tài)試驗(yàn),驗(yàn)證了所建立的有限元模型的準(zhǔn)確性。獲得對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)固有頻率計(jì)算值和試驗(yàn)值相關(guān)性分析結(jié)果,可用于后續(xù)對(duì)有限元模型進(jìn)行疲勞分析,得出所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)臺(tái)的壽命達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)值。加工中心數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)是根據(jù)故障案例庫(kù)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)提供的報(bào)警進(jìn)行故障診斷。故障案例庫(kù)的建立需要三個(gè)方面的內(nèi)容包括:用戶機(jī)床自定義故障信息;西門子840D故障報(bào)警手冊(cè);加工中心的故障狀態(tài)、故障原因、危害度等的分析結(jié)果。對(duì)加工中心的故障進(jìn)行整理后,結(jié)合編程軟件進(jìn)行人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)并添加了故障分類統(tǒng)計(jì)的功能,對(duì)故障預(yù)防決策有一定程度參考價(jià)值。
[Abstract]:The reliability of the newly developed machining center is an important factor affecting its performance, and the reliability analysis is an important method to improve the performance of the machining center.Remote fault diagnosis of machining center is an important content of reliability analysis.In order to operate the machining center safely and stably, to avoid serious accidents, and to improve the efficiency of production and the utilization rate of machine tools, so as to improve the performance of machining center.According to the actual situation of machining center, the fault diagnosis system of rotating parts of machining center and the fault diagnosis system of NC system of machining center are designed and developed in this paper.The finite element life analysis of machining center turntable is carried out.Communication is the foundation of remote fault diagnosis. Firstly, the communication between NC system and communication equipment is realized by RS-232C interface, the communication between CNC system and communication equipment is realized by using 3Gmodem module of remote communication equipment, and finally the data transmission is realized.Gets the required data.Fault data is the basis for determining whether the signal is a fault.The fault diagnosis system of machining center is divided into two parts: the fault diagnosis system of rotating parts and the fault diagnosis system of NC system.The fault diagnosis system of rotating parts in machining center is based on vibration signal processing, and the fault features are extracted to achieve the goal of fault diagnosis.First, the fault vibration signal is processed.Time domain analysis mainly includes statistical characteristic parameter analysis and correlation function analysis.The frequency domain analysis includes amplitude spectrum analysis, power spectrum analysis, cepstrum analysis and detailed spectrum analysis.In addition, wavelet analysis method is introduced to process the vibration signal of machining center to extract the fault features for user fault diagnosis. The diagnosis system is designed by using MATLAB software.The accuracy of the finite element model is verified by the modal test of the machining center turntable.The results of correlation analysis between the natural frequency calculation and the test value of the turntable can be used for the fatigue analysis of the finite element model, and the life of the turntable designed can reach the expected design value.The fault diagnosis system of NC system in machining center is to diagnose the alarm provided by NC system according to the fault case base.The establishment of the fault case database needs three aspects: user machine tool self-defined fault information, Siemens 840D fault alarm manual, fault status of machining center, fault cause, harm degree and so on.After the fault of machining center is sorted out, the man-machine interaction interface is designed with programming software and the function of fault classification and statistics is added, which has some reference value for fault prevention decision.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1697087