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

1、主軸部件是數(shù)控機床重要的機械部件，同時也是機床易損壞的部件之一，其工作性能的好壞直接影響到機床加工工件精度與表面粗糙度。數(shù)控機床的多數(shù)故障與主軸部件有關，主軸部件的缺陷通常使機床產(chǎn)生異常的振動和噪聲，造成機床損壞，甚至發(fā)生災難性事故。因此，開展對數(shù)控機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用價值。
　　 主軸部件的故障振動信號，包括反應主軸部件本身工作狀態(tài)信息，以及主軸箱體其它運動部件和結構的狀態(tài)信息，如果僅從傳統(tǒng)的

2、時域或頻域?qū)χ鬏S部件的振動信號進行分析，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。本文針對以上不足，采用基于虛擬儀器的小波包絡解調(diào)分析方法對主軸--軸承系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)測。試驗表明，虛擬儀器技術利用計算機系統(tǒng)的強大功能，結合相應的硬件，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.通過試驗和主軸部件動力學理論分析方法，研究并總結了主軸部件故障產(chǎn)生的機理，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，采用時域分析、頻域分析以及小波包絡解調(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論：
　　 1.試驗表明，與傳統(tǒng)信號的時域、頻域分析方法相比，小波包絡解調(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