基于振动信号的数控机床丝杠副性能退化研究-论文.pdf

《基于振动信号的数控机床丝杠副性能退化研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2013拄5月机械科学与技术Mav2013第32卷第5期MechanicalScienceandTechnologyforAerospaceEngineeringVol_32No．5基于振动信号的数控机床丝杠副性能退化研究黄海凤，高宏力，许明恒，张筱辰，王耀琦，王振刚(西南交通大学机械工程学院，成都610031)黄海风摘要：为研究数控机床丝杠副性能退化机理，对丝杠副性能进行评估。首先采用小波包对丝杠副螺母座、轴承座的振动信号进行分解，提取小波包分解后的各阶功率谱作为特征参数，分析丝杠进给速度、切削深度对丝杠副振动特性

2、的影响。利用BP神经网络建立丝杠副性能退化评估模型。通过振动信号、电机驱动电流信号、进给速度、切削深度以及加工方案等评估丝杠副性能退化状态，实验证明该性能退化评估模型准确率较高。关键词：丝杠副；性能退化；振动；评估模型；小波包中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1003．8728(2013)05-0631-05ThePerformanceDegradationBasedontheVibrationofNCMachineToolScrewPairHuangHaifeng，GaoHongli，XuMinghen

3、g，ZhangXiaochen，WangYaoqi，WangZhengang(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031)Abstract：Analysisvibrationsignalsofbearingseatandnutseatwithwaveletpacket．Thentakepowerspectrumofwaveletpackettobecharacteristicparameters．Bythesepara

4、meters，studyperformancedegradationofscrewpairforNCmachinetoo1．Comparepowerspectrumofvibrationindifferentfeedratesandcuttingdepths，andtrytofindtheeffectoffeedrateandcuttingdepthonscrewvibration．Inordertoevaluateperformanceofscrewpair，buildperformancedegradationm

5、odelbasedonBPneuralnetwork．Theinputparametersincludevibration，currentsig-nalsofscrewmotor，feedrate，cuttingdepthandprocessingscheme，andtheoutputofevaulationmodelisthere—sultofperformancedegradionforscrewpair．Testsshowthattheevauationresultsareimportantreferencef

6、ormain．tanceofscrwepair．Keywords：screwpair；performancedegredation；vibrations；evaluationmodel；waveletpacket丝杠副是数控机床进给传动系统中的关键部件关。丝杠副的性能状态直接影响其传动精度，因此，之一，数控机床多采用丝杠副实现工作台与刀具的丝杠副性能下降后，必将直接影响数控机床的加工相对移动，获得工件和刀具之间的相对位置，实现工质量，甚至导致机床故障，严重影响生产效率。为保件位置的追踪，数控机床加工出来的产品质量与工

7、证数控机床的加工质量和生产效率，国内外学者对件位置的追踪性能以及丝杠副的传动精度密切相丝杠副故障、寿命预测、可靠性研究、摩擦力矩以及预紧力等做了大量研究，但对丝杠副的性能退化及收稿日期：2012—11—30性能评估的研究鲜见报道_l叫。基金项目：国家自然科学基金项目(51275426)和西南交通大学校基丝杠副性能退化最终导致故障，严重降低其传金项目(2008B13)资助作者简介：黄海风(1976一)，讲师，博士研究生，研究方向为智能诊动可靠性，为提高丝杠副可靠性，应深人研究影响性断与故障预警，hlonghaifeng

8、@163．com；许明恒(联系人)，能退化的因素和性能退化规律，提出合理的方法评教授，博士生导师。mhxu@163．tom估丝杠的性能退化状态。632机械科学与技术第32卷丝杠副性能退化的主要表现为丝杠副出现磨表1传感器类型及精度损、点蚀、疲劳等现象，上述退化现象使振动信号、驱动电机电流信号和声发射信号发生改变。本文主要通过研究振动信号，分析丝