本論文對對VMC1060立式加工中心整機(jī)進(jìn)行了試驗分析。并在試驗基礎(chǔ)上 對其結(jié)構(gòu)動態(tài)特性進(jìn)行了分析，找出了該機(jī)床結(jié)構(gòu)所存在的薄弱模態(tài)和薄弱環(huán)節(jié)。 全文的研究的工作總結(jié)為以下幾個方面：
隨著市場經(jīng)濟(jì)地快速發(fā)展和全球經(jīng)濟(jì)一體化程度地不斷加深，市場對于裝備制造 業(yè)產(chǎn)品提出了性能更好、能耗更少、人機(jī)界面更高等一系列要求，作為裝備制造業(yè)的“工 作母機(jī)”一精工機(jī)床，其精度、功能、可靠性水平直接決定了產(chǎn)品的市場競爭力水平[1]。 長期以來，我國一直是精工機(jī)床制造大國[2]、消費大國，卻不是制造強(qiáng)國[3]。國內(nèi)精工 機(jī)床市場，尤其中高端市場長期被國外品牌所占領(lǐng)[4][5]，其中主要原因就是國產(chǎn)精工機(jī) 床產(chǎn)品的可靠性水平差[6][7]。
龍門移動精工加工中心移動橫梁由其下方的兩個電磁懸浮系統(tǒng)共同懸浮，電磁懸 浮系統(tǒng)的控制精度決定了橫梁的懸浮精度和加工部件的精度。橫梁兩側(cè)和上方都設(shè)置 有導(dǎo)向單元，從而實現(xiàn)懸浮橫梁水平方向的移動。導(dǎo)向水平方向運動單元與豎直方向 懸浮單元都是采用吸引型電磁懸浮系統(tǒng)。由于懸浮橫梁由兩個電磁懸浮系統(tǒng)共同懸 浮，因此兩個電磁懸浮系統(tǒng)需要保持很好的協(xié)調(diào)同步運行才能保證懸浮橫梁水平方向 具有較高的精度[24]。
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機(jī)床動態(tài)特性的試驗研究包括[13][2°][21]:動態(tài)測試、模態(tài)分析、確定薄弱環(huán)節(jié) 以及切削試驗等，根據(jù)需要采取相應(yīng)措施用以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)動態(tài)特性優(yōu)化，是理論分 析和動態(tài)試驗密切結(jié)合的過程。機(jī)床動態(tài)特性中起主要作用的是少數(shù)低階模態(tài)， 只要能精確地測試和識別出這些模態(tài)的參數(shù)，就可較精確地反映機(jī)床結(jié)構(gòu)的動態(tài) 特性。試驗?zāi)B(tài)分析技術(shù)通過對結(jié)構(gòu)進(jìn)行動態(tài)試驗，識別結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，建立 模態(tài)模型，用圖形顯示結(jié)構(gòu)振動形態(tài)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際使用情況，找出薄弱的環(huán) 節(jié)，為結(jié)構(gòu)動力修改提供可靠的信息。其分析結(jié)果主要依賴于實際的測試數(shù)據(jù)和 分析手段選擇的合理性。
隨著測試儀器、計算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，動態(tài)試驗中，功能強(qiáng)大 的以計算機(jī)為主體的試驗分析系統(tǒng)逐步取代了依賴于專用信號分析儀的傳統(tǒng)的試 驗分析系統(tǒng)，且功能更強(qiáng)大、靈活。為以計算機(jī)為主體結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性試驗分析 系統(tǒng)硬件，如圖3.2所示，主要有以下三個分系統(tǒng)組成
本文通過搭建加工中心盤式刀庫可靠性試驗臺預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)對盤式刀庫的狀態(tài) 監(jiān)測以及狀態(tài)信號的記錄，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行比較分析，選擇適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)信號建立關(guān)系 模型并求取故障預(yù)警閾值，最終實現(xiàn)故障預(yù)警。
本課題研究的目的在于對盤式刀庫換刀系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測與故障預(yù)警，收集狀態(tài)信號，包括正常運行時的狀態(tài)信號與臨界故障時的狀態(tài)信號，在所收集的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上 進(jìn)行趨勢分析并進(jìn)行故障預(yù)警，提高盤式刀庫換刀系統(tǒng)的可靠性水平。因此，故障預(yù) 警系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：
本章首先對盤式刀庫換刀系統(tǒng)可靠性試驗臺的結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)和換刀流程進(jìn)行了 分析；其次，介紹了試驗臺預(yù)警系統(tǒng)所要實現(xiàn)的目標(biāo)，然后以所要完成的目標(biāo)為導(dǎo)引， 對所需的硬件設(shè)備和軟件做了簡要概述。在此基礎(chǔ)上，對預(yù)警系統(tǒng)的總體方案進(jìn)行了 設(shè)計，選擇PLC為下位機(jī)、選擇數(shù)據(jù)采集卡PCI對振動信號和溫度信號進(jìn)行監(jiān)測。
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