數控機床滾珠絲杠副的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷研究.pdf

1、數控機床是現代工業(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控機床進給系統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，用于指導數控機床的維護保養(yǎng)，對于提高數控機床的高速、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外研究現狀以及無傳感器數控機床監(jiān)測技術發(fā)展的基礎上，提出了基于數控機床內置傳感器獲取內部伺服信息的滾珠絲杠副故障診斷方法，并與傳統的外置傳感器監(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神經網絡和PN

3、N神經網絡的滾珠絲杠副智能診斷模型，對數控機床滾珠絲杠副的狀態(tài)類型進行識別研究。
　　在分析了數控機床伺服進給系統的組成及內置傳感器作用的基礎上，提出了數控機床伺服進給系統中滾珠絲杠副狀態(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

4、控機床滾珠絲杠副的試驗方案和試驗系統的總體架構，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)信息的數據采集系統，并對數據采集系統的硬件和軟件進行了詳細設計。
　　進行了數據的分析和處理，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