数控设备状态监测与智能维护—交大.ppt

在测量中，测头的实际位移总与理想的位移相差两倍的测杆变形2f。为此，在测量时需要对测端直径进行修正，用作用直径来代替实际几何直径，以补偿测杆的变形量。所需引入的测端作用直径d可通过如下公式计算： * * * 这部分以一个机床加工的实例进行故障树的建造和分析过程 按照故障树绘制的原则，将上述的分析设计成故障树 3. 数控机床的故障诊断和智能维护技术 3.2数控机床的智能维护 2）测点布置 实验采用4台数采分析仪共18个通道同时进行数据采集， 各通道采集信号列表示于表中（下页）。其中，仪器一栏的1-1、2-1、3-1和4-1分别表示上述介绍的实验仪器1-SD150，2-IDPM-4B，3-Labview和4-PSDA-II的第一通道(其余编号依次类推)。1-1通道预接力锤(第四章模态实验要求)，1-2、1-3、1-4通道分别测试x、y、z三方向的切削力时间历程信号fx、fy、fz(第三章铣削力验证实验要求)，1-5、1-6、1-7、1-8、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3通道分别测试工件和刀具1，2两点x、y、z向加速度信号，2-4和3-4通道作为备用，在实验出现意外时进行及时的通道更换。4-1、4-2进行加工状态12项运行指标(峰值、波形因子、众数等) 的在线监测，作为各通道状态信息的补充。 3. 数控机床的故障诊断和智能维护技术 3.2数控机床的智能维护 通道编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 信号 力锤 fx fy fz awx1 awy1 atx1 aty1 awx2 仪器 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 2-1 通道编号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 信号 awy2 awz2 备用 atx2 aty2 atz2 备用 监测 监测 仪器 2-2 2-3 2-4 3-1 3-2 3-3 3-4 4-1 4-2 3. 数控机床的故障诊断和智能维护技术 3.2数控机床的智能维护 3）切削工艺参数选择? 考虑本课题研究的H8数控机床常用加工参数范围(主轴转速n=0~8000r/min，ap=0~20mm， ae=0~12mm fz=0~0.2mm/齿)，设计如下表所示的在线监测稳定性预报铣削实验方案及实验顺序。 序号 n (r/min) ap(mm) ae(mm) fz(mm/齿) 刀具规格 工件规格 铣削方式 1 5500 0~20 2 0.2 1 1 顺 2 6000 0~20 2 0.2 1 1 顺 3 7000 0~20 2 0.2 1 1 顺 4 7400 0~20 2 0.2 1 1 顺 5 0~8000 10 12 0.2 1 1 顺 3. 数控机床的故障诊断和智能维护技术 3.2数控机床的智能维护 4）粗粒化熵率稳定性预报理论实验验证 图 (a)、(b)、(c)、(d)分别表示切削参数为表中所示工况1、2、3、4的3向振动加速度ax、ay、az上CER值的变化情况。 (a)n=5500r/min (b) n=6000r/min 3. 数控机床的故障诊断和智能维护技术 3.2数控机床的智能维护 (c) n=7000r/min (d) n=7400 r/min 3. 数控机床的故障诊断和智能维护技术 3.2数控机床的智能维护 下图分别表示对应情况下振动加速度时间历程信号。 (a) n=5500r/min，ap=10mm (b) n=5500r/min，ap=13mm (c) n=5500r/min，ap=10mm (d) n=5500r/min，ap=13mm (e) n=5500r/min，ap=10mm (f) n=5500r/min，ap=13mm (g) n=5500r/min，ap=10mm (h) n=5500r/min，ap=13mm 3. 数控机床的故障诊断和智能维护技术 3.2数控机床的智能维护 上图为工况5在线监测获得的CER值变化规律。在主轴转速为2500~2900、3500~4500、5000~6000和6500~7000 r/min附近，CER值有急剧下降的凹谷，该稳定性判定结果与对应的波形幅值变化情况一致，示于下图。对比上图CER值和下图的振动幅值，表明CER的大小除进行稳定性预测外，还提供了颤振强度的信息，如下图所示的n=2500 r/min工艺参数下，其颤振强度比n=3500 r/min时小很多。 3. 数控机床的故障诊断和智能维护技术 3.2数控机床的智能维护 5）粗粒化熵率稳定性预报准确性评估 影响CER的主要因素有τmax和m的取值，研究表明合理的τmax和m(τmax和m共同决定数据点数N)的取值对计算精度影响很大，本节重点分析τmax和N的取值对CER的影响，并对不同τmax和N