本文通過搭建加工中心盤式刀庫可靠性試驗臺預警系統，實現對盤式刀庫的狀態 監測以及狀態信號的記錄，在此基礎上進行比較分析，選擇適當的狀態信號建立關系 模型并求取故障預警閾值，最終實現故障預警。
本課題研究的目的在于對盤式刀庫換刀系統進行狀態監測與故障預警，收集狀態信號，包括正常運行時的狀態信號與臨界故障時的狀態信號，在所收集的數據基礎上 進行趨勢分析并進行故障預警，提高盤式刀庫換刀系統的可靠性水平。因此，故障預 警系統應具備以下功能：
本章首先對盤式刀庫換刀系統可靠性試驗臺的結構、性能參數和換刀流程進行了 分析；其次，介紹了試驗臺預警系統所要實現的目標，然后以所要完成的目標為導引， 對所需的硬件設備和軟件做了簡要概述。在此基礎上，對預警系統的總體方案進行了 設計，選擇PLC為下位機、選擇數據采集卡PCI對振動信號和溫度信號進行監測。
本章首先運用JM3815無線靜動態應力應變儀采集了結構的應力應變數據, 一方面得到了結構在實際工作過程中的應力應變數據，另一方面驗證了有限元 仿真的準確性。其次運用傅里葉分析儀對結構進行了模態實驗得到了結構準確 的模態參數，集合上一章得到的結構的模態振型，使我們對于機床的靜態特性 有了更深一步的了解。
本論文在深入研宄機床靜力學、動力學分析方法國內外研宄現狀的基礎上, 對龍門加工中心關鍵部件以及整機裝配體進行了比較完善的靜動態特性分析與 研究。完成了預期的工作任務，達到了全面了解機床靜動態特性的目的。論文 的總結如下：
精工加工中心電磁懸浮系統的基本原理是通過電磁繞組感應出的電磁力吸引導 軌，電磁力的方向與橫梁的重力方向相反。當電磁力逐漸增加到與移動橫梁的重力相 等時，移動橫梁就會懸浮起來完全與導軌分開，從而實現無摩擦的運動。電磁懸浮系 統有兩種：排斥型和吸引型。
假設立柱與床身構成的結合面為理想結合面，即假定結合面之間的接觸壓力在整 個結合面上為常數，結合面上各點均勻接觸，并在所有的接觸點上具有相同的力學性 質。使用吉村允孝法計算床身與立柱間結合面的等效剛度。
理論與試驗相結合的方法把機械結構有限元理論模態分析的正過程和試驗模 態分析的逆過程有機地結合起來，并根據實際需要交替反復應用，從而實現了機 械結構的動力修改至動態優化設計的全過程，以求得系統最優的數學模型及其最 優的動態特性模態分析，稱為理論——試驗模態分析。該方法進一步擴大了前兩 種方法工程應用的范圍并顯著提高其工程應用的效果，己成為目前的發展方向。
本論文以1060型立式加工中心進行研究，該加工中心為立式床身式結構，進給軸為X、Y、Z三座標控制， ******快移速度達20m/min(Z軸：15m/min);主軸為伺服電機動力驅動，功率為 7.5/11Kw，最高轉速達8000rpm;采用臺灣進口上銀雙螺母預壓C3級滾珠絲杠和 重載精密滾動直線導軌，絲杠兩端采用預拉伸機構，大大消除了熱變形對機床精 度的影響，機床定位精度達±0.0〇5mm，重復定位精度達±0.003mm;采用進口臺 灣刀庫，容量16-24把可選，換刀準確可靠，最快換刀時間小于2.5秒；機床數 控操作系統可以客戶自選，機床能夠實現對各種盤類、板類、殼體、凸輪、模具 等復雜零件一次裝夾，完成鉆、銑、鏜、擴、鉸、攻絲等多種工序加工，適合于 多品種、中小批量產品的生產，對復雜、高精度零件的加工更能顯示其優越性； 機床如配置第四、五軸，可實現對復雜回轉類零件的高效、高精自動化加工。機 床適合航空航天、軍工國防、汽車摩托車、工程機械、制冷石化、機車車輛等行 業的中小型零件的高效、高精自動化加工。
模態分析理論是一門融振動理論、信號分析、數據處理、數理統計及自動控 制理論于一體的綜合，并結合自身內容的發展，形成的一套獨特的理論。模態分 析實質上是一種坐標變換[22][23]t24][25]。其目的在于把原物理坐標系統中描述的相應 向量轉換到“模態坐標系統”中來描述。在物理坐標系統中，彈性力和阻尼力往 往和兩座標的相對位移與相對速度有關，即對應的矩陣為非對角陣，對于有成千 上萬自由度的系統，解非對角陣（或耦合方程）既費時又會產生很大誤差。向量 并不一定正交，而模態坐標中的正交向量能更好地反映結構特性。模態試驗就是 通過對結構或部件的試驗數據的處理和分析尋求其“模態參數”的。主要應用有：
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