基于故障树的数控机床故障诊断系统研究

通过对数控机床的故障实例分析,应用故障树模块分析算法,对Fanuc0i型数控车床的工作原理、故障现象进行定量分析;采用基于面向对象方法和专家知识的智能诊断方法,用Fussed法求解最小割集,把大型复杂故障树,分解为相对独立的多个子树;对数控机床典型故障建立了故障树,通过其最小割集进行故障定性分析,并将故障树分析法应用于故障诊断专家系统分析推理机制中。     

Reliability Analysis of Electrical System of CNC Machine Tool Based on Dynamic Fault Tree Analysis Method

The electrical system of CNC machine tool is very complex which involves many uncertain factors and dynamic stochastic characteristics when failure occurs.Therefore,the traditional system reliability analysis method,fault tree analysis(FTA)method,based on static logic and static failure mechanism is no longer applicable for dynamic systems reliability analysis.Dynamic fault tree(DFT)analysis method can solve this problem effectively.In this method,DFT first should be pretreated to get a simplified fault tree(FT);then the FT was modularized to get the independent static subtrees and dynamic subtrees.Binary decision diagram(BDD)analysis method was used to analyze static subtrees,while an approximation algorithm was used to deal with dynamic subtrees.When the scale of each subtree is smaller than the system scale,the analysis efficiency can be improved significantly.At last,the usefulness of this DFT analysis method was proved by applying it to analyzing the reliability of electrical system.     

数控机床换刀机构模糊故障树分析与诊断

在分析模糊控制方法与故障树推理方法的特点和互补性的基础上,设计了基于模糊控制与故障树相结合的数控机床换刀机构故障诊断数学模型。将模糊控制方法融入故障树推理的故障分类、故障发生概率计算及故障原因查询中,较好地解决了数控机床故障诊断的快速与准确问题。最后通过对数控机床换刀机构故障实例的诊断仿真,验证了该算法的有效性。     

数控机床主轴热特性分析

主轴热误差是数控机床热误差的主要组成部分,热弹性现象是交替变化的热源作用在构件上产生的,误差补偿是提高机床精度的最有效方法之一．为此,提出并分析了一维主轴热弹性现象产生的原因及其重要特征,并通过有限元分析和实验验证了热动态特性的存在及变化规律．随着时间的增长,温升．热变形之间的关系会逐渐趋近稳态,但不可能获得绝对的稳态．在传热过程中,随着传热距离的增加,温度变化滞后性越大．     

基于遗传算法的数控机床主轴优化设方法

通过分析主轴的结构和加工过程中的受载变形情况,建立了主轴优化设计的数学模型.针对传统优化设计方法在解决主轴优化设计中出现的问题,引入遗传算法,应用实数编码规则和改进的遗传算子对数控机床主轴进行优化设计.在VC++平台上,利用C++语言构建基于遗传算法的数控机床主轴优化设计系统.通过实例设计及结果分析,验证了应用基于遗传...     

基于加工空间的并联数控机床参数优化

介绍了机床尺度综合的一般方法和尺度综合中参数设计的优化目标·结合机床的特点和机床设计的实际要求提出了一种新的机床尺度综合流程·给出了一种在机床的加工空间已定的前提下,以各驱动支链的长度最小为优化目标并使各铰链位置和虎克铰摆角在合理范围内以及各驱动支链的最大驱动速度和加速度及机构的灵巧性指标综合最小为条件的机床结构参数优化方法·当机床的加工空间为400mm×400mm×400mm的立方体空间,刀具的最大移动速度和加速度分别设定为0 5m/s和10m/s2时,用该方法对一种三杆并联数控机床的结构参数进行了优化设计,得到了3组较佳的参数·     

基于仿生感知的机床刀具故障诊断系统

现有刀具故障诊断系统具有系统庞大、成本高,精度低等问题,亟需开发一种高精度、低成本的刀具故障诊断系统.为此,提出一种基于仿生应变传感器的数控机床刀具故障诊断系统,该系统首先将精度高、价格便宜的仿生柔性裂纹阵列振动敏感元件封装成刚性的仿生应变传感器,使其适用于采集机床刀具振动信号;然后从采集的刀具振动信号中提取时域和频域特征,并使用支持向量机算法建立刀具故障诊断模型.通过实验对离线故障和实时机床加工环境中的在线故障进行诊断,结果表明,设计的基于仿生应变传感器的刀具故障诊断系统对机加故障诊断的准确率大于88％,在保证故障诊断性能的同时降低了检测成本.这是将灵敏度高、成本低的仿生柔性敏感元件应用于工业故障诊断的一次全新尝试.     

基于ARM的嵌入式数控机床通信控制器设计

介绍了一种数控机床通信的解决方案,采用ARM9＋Linux的软硬件平台,设计了一种基于ARM微处理器和Linux操作系统的嵌入式通信控制器,给出了详细的软硬件设计方案,可以完成数控机床RS232接口和RJ45以太网接口的信息双向转换,实现基于Internet的数控机床信息采集、远程控制、数据维护等功能。     

基于滑模控制的数控机床伺服系统的摩擦补偿

以数控机床伺服系统为研究对象,对其建立了数学模型,并结合Lu Gre摩擦模型,设计了参数在线估计的PID滑模面自适应控制器.并采用李亚普诺夫函数证明系统的渐进稳定性.最后通过系统的MATLAB仿真及物理实验进一步证明了系统具有良好的跟踪性能.     

基于模糊逻辑的故障树分析

在传统的ＦＴＡ（故障树分析）中,要确切地知道每一个元件的失效概率,但对许多系统而言,由于主客观因素的变化,很难从过去发生的事件中估算出元件的失效概率,为此,将模糊集合的概念引入ＦＴＡ,在这种方法中,系统失效的最大可能性是按照扩展原理由系统中每一个元件失效的可能性决定的,为了方便计算系统失效可能性,采用了一些合理的近似值并给出了它们的比较。     

数控机床基于元动作的FMEA分析技术研究

目前用于机电产品的故障模式及影响分析法实施起来较为繁琐、费时且容易出错,同时该方法选取的分析对象也无法反映机电产品"运动决定功能"的特点.为解决这一问题,首先按照"功能—运动—动作"的分解思路将机电产品的功能分解为最基本的动作——元动作;其次,对元动作的性质进行分析,并探讨了将其作为机电产品故障模式及影响分析的研究对象的合理性;再次,以此为基础提出了一种适用于机电产品的元动作故障模式及影响分析法;最后,在合理性、适用性、简易性等方面对传统方法与所提方法进行了对比,凸显了本文所提方法的优势.以国内某型号的数控机床为对象进行分析,验证了所提方法的适用性和有效性,同时也提高了机电产品故障分析的准确性和效率.     

基于AHP的数控机床模块划分评价系统

对模块划分结果进行评价与决策,找出一种最优划分方案,是产品模块化设计的重要内容.利用层次分析法,结合高速车削中心模块划分的实际,建立了递阶层次结构模型,构造了判断矩阵,计算了被比较元素的相对权重及方案层对目标层的合成权重,利用VB开发了模块划分评价系统.通过实例设计及结果分析,应用该评价系统在计算最优方案过程中比常规方法更快速、准确.     

基于球杆仪的数控机床几何误差辨识与建模

针对现有激光干涉仪的数控机床几何误差辨识与建模,操作过程复杂、建模效率低等问题,提出了一种新的基于球杆仪的数控机床几何误差辨识与建模方法.利用三平面圆弧轨迹测量法和球杆仪对误差进行测量,建立了球杆仪读数与机床各平面内对应几何误差之间的辨识模型,实现了几何误差辨识,并建立了机床综合误差预测模型.同时利用激光干涉仪建立比对...     

数控机床超长进给机构研究

介绍了提高超长进给机构精度的几种方法,提出了一种新的方案,即将齿轮齿条传动结构应用于数控机床超长进给机构,采用电气消隙形式,解决了齿轮与齿条间的反向间隙;机械的闭环形式,消除了电机到齿轮之间的所有背隙,从而保证进给运动的高精度,并应用于实际机床生产中.     

截尾时间下数控机床可靠性分析的灰色模型法

针对所收集数控机床的现场故障数据,采用灰色模型GM(1,1)的直接建模法对三参数威布尔分布模型进行估计,通过对比,考虑截尾时间和不考虑截尾时间所得模型参数的变化,说明了采用截尾时间进行分析时所得模型更加贴近实际。将故障数据用区间法划分,本文提出采用离散GM(1,1)建模法,对区间失效数进行预测。采用中点与失效数计算数控机床的平均无故障工作时间,通过与公式计算结果的对比,验证了该方法的准确性,可以在工程实践中进行运用。     

基于故障树分析和XML的网络故障诊断技术

随着校园网络的高速发展,网络规模不断扩大,快速准确地诊断和分析网络系统故障已成为校园网管理和维护的一个重要组成部分.本文针对当前校园网络系统的各类故障和实际维护中存在的普遍问题,提出利用故障树分析法建立一个集网络拓扑结构、网络线路状况、用户应用软件和病毒暴发情况为一体的XML网络故障知识库.在实际使用中,结合客户服务管理系统,不断充实知识库内容,以此为基础进一步对网络系统作失效分析和预测故障发生概率,为提高校园网运行管理和故障诊断水平提供良好的支持平台.     

基于故障树分析和XML的网络故障诊断技术

随着校园网络的高速发展,网络规模不断扩大,快速准确地诊断和分析网络系统故障已成为校园网管理和维护的一个重要组成部分.本文针对当前校园网络系统的各类故障和实际维护中存在的普遍问题,提出利用故障树分析法建立一个集网络拓扑结构、网络线路状况、用户应用软件和病毒暴发情况为一体的XML网络故障知识库.在实际使用中,结合客户服务管理系统,不断充实知识库内容,以此为基础进一步对网络系统作失效分析和预测故障发生概率,为提高校园网运行管理和故障诊断水平提供良好的支持平台.     

数控机床故障分析与可靠性评价技术的研究

针对传统数控机床可靠性建模时只考虑故障间隔时间而忽略故障性质的现象,提出兼顾机械故障和电气故障的混合威布尔分布模型,进而提高模型准确度.利用最大似然法来确定混合威布尔分布模型参数,用皮尔逊相关系数来确定数控机床各故障时间之间的关系.并通过K-S方法对模型进行检验, 最后确定其符合混合威布尔分布,并运用可靠性评定方法得出数控机床的平均无故障时间.     

组合机床模块化设计CAD系统

根据组合机床设计特点，将模块化设计技术应用于组合机床CAD系统。以分级模块化为主导思想，在功能分析的基础上划分组合机床的各级模块并按照面向装配设计的原则设计了模块接口。以三维设计软件UG为开发平台，针对组合机床的每一级模块建立相应的全参数化三维模型库，开发出支持模块化设计的组合机床CAD系统。