智能化数控机床故障诊断系统研究

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1、国内图书分类号：THl7国际图书分类号：621西南交通大学研究生学位论文年级2Q!!姓密级：公开专二零一四年五月六日SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSYSTEMDESIGNoFINTELLIGENTNCMACHINETOoLFAUl月DIAGNOSISSYSTEMGrade：2011Candidate：LongXiyuAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：MechatronicsEngineeringSupervisor：Prof．GaoHongli西

2、南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密晌用本授权书。(请在以上方框内打“寸’)学位论文作者签名：水商气日期I‘--：扣㈨f．Ib指导老师躲移夥日期：如，侈．‘厂膨西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡

3、献如下：l、根据数控机床的运行特点，分析机械部件故障发生的原因，选择振动、温度和噪声作为检测对象，将振动、温度和声发射传感器安装在诊断对象上，采用PCI高速数据采集卡建立智能化数控机床故障诊断硬件系统。2、对采集的振动、温度和声发射信号进行信号预处理，通过时域、频域和时频域分析，提取反应故障的敏感特征值，采用BP神经网络建立故障诊断模型。3、使用VC++、MATLAB和Oracle软件开发了智能化数控机床故障诊断系统软件。将Visualstudio2010为软件开发平台，采用VC++实现数据的采集和服务程序的编写，系统的各个功能通过MFC界面进行显示。使

4、用MATLAB进行数据计算，进行信号的零均值化、去噪和时频域分析，故障的敏感特征值提取，BP神经网络建模，最终实现故障诊断和预测。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：戈钧日期：羽◇．e．fl，西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要数控机床是现代制造业的基础，直接影响国家的经济发展和综合国力，是一个国

5、家制造业水平的重要体现，在航空航天、水电、机械等行业发挥重要作用。数控机床发生故障，不仅影响生产效率，严重时导致设备停机或造成巨大的经济损失。由于智能化数控机床故障诊断系统具有自主、多学科融合、主动维护等优势，对提高数控机床的加工效率、精度和可靠性能起着巨大的推动作用。根据数控机床主要机械部件的运行和结构特点，分析各部件故障发生的原因，选择振动、温度和噪声作为检测对象，采用振动、温度和声发射传感器，安装在诊断部件上，选择PCI高速数据采集卡建立智能化数控机床故障诊断硬件系统。对采集的振动、温度和声发射信号进行相应的预处理，通过时域、频域和时频域分析，提取

6、反应故障的敏感特征值，将特征值输入BP神经网络进行pil练和模式识别。智能化数控机床故障诊断系统包括三个子系统，分别是数据采集系统、性能退化评估系统和故障预警系统，各个分系统之间主要是通过数据库或者数据文本文件进行信息之间的交互。使用VC++、MATLAB和Oracle完成了系统软件框架设计。将Visualstudio2010作为软件开发平台，软件采用VC++，实现数据的采集、服务程序的编写，同时系统的功能实现利用MFC界面。MATLAB完成采集数据的计算，进行信号的零均值化、去噪和时频域计算。实际运行效果表明，该智能化数控机床故障诊断系统能对数控机床的

7、故障进行有效的预测，提高了机床的可靠性。关键词：数控机床；故障诊断；信号分析；神经网络西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractNCmachinetoolisakindofbasicequipmentthatusedforindustrialproduction．Itisakeyelementwhichdeterminesair，waterandelectricityindustriesdevelopment．NCmachinetool’Sfailurewillaffectthenormaloperationofthemachinetools

8、，evenleadtoproductionpause．Sodevelopingi