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2017年5月23日

試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)警方案設(shè)計(jì)

本章首先對盤式刀庫換刀系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)臺(tái)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(yàn)臺(tái)預(yù)警系統(tǒng)所要實(shí)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(jì)，選擇PLC為下位機(jī)、選擇數(shù)據(jù)采集卡PCI對振動(dòng)信號(hào)和溫度信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測。

2017年5月23日

加工中心盤式刀庫換刀系統(tǒng)的故障預(yù)警方法研究-國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

隨著制造業(yè)的迅猛發(fā)展，從二十世紀(jì)八十年代開始加工中心引起了發(fā)達(dá)國家的重視，并注入了大量的資金和人力進(jìn)行研究。加工中心的精度、速度等一系列參數(shù)得到了迅速提升，而可靠性作為一個(gè)評估參數(shù)也逐漸浮現(xiàn)在人們的視野中。狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)警作為提升可靠性水平的一種重要措施也引起了更加廣泛的關(guān)注。

2017年5月23日

數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)對刀庫運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測功能，本文設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集電路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集信號(hào)主要包括振動(dòng)信號(hào)、溫度信號(hào)三個(gè)方面，溫度傳感器安裝于電機(jī)表面，振動(dòng) 傳感器安裝于機(jī)械手下表面，如圖3.3所示。

2017年5月23日

加工中心盤式刀庫換刀系統(tǒng)的故障預(yù)警方法研究-目的及意義

加工中心盤式刀庫換刀系統(tǒng)的故障率較高，但故障模式較為單一。通過實(shí)驗(yàn)室連續(xù)試驗(yàn)激發(fā)故障，對所采集的故障前后信號(hào)特征進(jìn)行處理分析，獲取故障特征值，從而實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警，即在故障信號(hào)出現(xiàn)而故障未發(fā)生時(shí)發(fā)出報(bào)警提示。本文旨在提出一種有效的故障預(yù)警方法，并在實(shí)驗(yàn)室條件下驗(yàn)證其可行性。

2017年5月23日

故障預(yù)警系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

該系列盤式刀庫采用減速電機(jī)帶動(dòng)分度機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)刀盤的運(yùn)轉(zhuǎn)，選刀動(dòng)作快速、平穩(wěn)。分度機(jī)構(gòu)由圓柱凸輪與凸輪軸承組合而成，分度精度高，噪音小；刀庫刀套采用工程塑料ABS制作，具有重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、沖擊小等優(yōu)點(diǎn)，因此在進(jìn)行信號(hào)采集時(shí) 能將干擾降到最低，有效地降低了故障誤報(bào)率。上述減速電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)副鏈輪、副鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)，通過副鏈條帶動(dòng)刀庫外部帶有接近傳感器的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對刀盤運(yùn)動(dòng)的精確控制。機(jī)械手的換刀動(dòng)作由減速電機(jī)帶動(dòng)鏈條、鏈條帶動(dòng)滾子式蝸型弧面復(fù)合凸輪來完成。

2017年5月23日

電氣控制系統(tǒng)與下位機(jī)PLC控制

故障預(yù)警系統(tǒng)主要包括電氣控制環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)和PLC控制環(huán)節(jié)，只有三個(gè) 環(huán)節(jié)協(xié)同工作才能完成盤式刀庫換刀系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)警功能。本章設(shè)計(jì)任務(wù) 為設(shè)計(jì)電氣控制環(huán)節(jié)控制刀庫的正常動(dòng)作、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)采集刀庫工作時(shí)的狀態(tài) 信號(hào)和設(shè)計(jì)PLC控制環(huán)節(jié)控制故障預(yù)警機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。

2017年5月23日

實(shí)驗(yàn)室搭建試驗(yàn)臺(tái)主體方案|加工中心

搭建圓盤式刀庫可靠性試驗(yàn)臺(tái)的目的主要是能夠更及時(shí)、迅速的收集自動(dòng)換刀系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，包括故障時(shí)間、故障原因、換刀次數(shù)、換刀時(shí)間等信息。將收集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性分析，不僅可以得出刀庫的MTBF，為評估同類型刀庫 MTBF做指導(dǎo)，而且能夠通過故障信息找出刀庫容易出現(xiàn)故障的部位，針對不同的故障部位提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，能夠極大的縮短時(shí)間，提高該類型刀庫的可靠性水平。并且對其他類型的刀庫也具有一定的指導(dǎo)意義。這就要求試驗(yàn)臺(tái)具備以下功能：

2017年5月23日

圓盤式刀庫系統(tǒng)故障的定義與分類、判據(jù)以及計(jì)數(shù)準(zhǔn)則|加工中心

圓盤式刀庫自動(dòng)換刀系統(tǒng)故障主要包括功能型故障、參數(shù)性故障以及狀態(tài)性故障。功能性故障主要是自動(dòng)換刀系統(tǒng)由于內(nèi)因因素而產(chǎn)生的故障，如機(jī)械手卡刀，導(dǎo)致機(jī)械手電機(jī)過載而燒壞等。參數(shù)性故障主要是指刀庫的相關(guān)性能參數(shù)超出規(guī)定的變化范圍，如刀盤轉(zhuǎn)位以及機(jī)械手定位不準(zhǔn)確等。狀態(tài)性故障主要是換刀系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于溫度過高、振動(dòng)劇烈以及噪聲過大而造成的故障。簡單來說，圓盤式刀庫自動(dòng)換刀系統(tǒng)故障就是在規(guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)換刀系統(tǒng)不能完成規(guī)定的功能。

2017年5月23日

圓盤式刀庫數(shù)據(jù)記錄以及處理的方法|加工中心

試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括運(yùn)行時(shí)間、換刀次數(shù)以及換刀系統(tǒng)故障。如附錄1 表A-1所示。表中包括運(yùn)行日期、換刀時(shí)間以及每把刀的換刀次數(shù)，試驗(yàn)人員需要把這些數(shù)據(jù)歸類總結(jié)以及檢查這些數(shù)據(jù)是否有出現(xiàn)偏差的地方，分析人員根據(jù) 這些數(shù)據(jù)計(jì)算換刀頻率；如附錄1表A-2,主要是記錄刀庫運(yùn)行中出現(xiàn)的故障現(xiàn) 象、故障部位、故障原因以及故障處理，并且記錄下當(dāng)日的試驗(yàn)員以及維修人員，以便分析人員能夠及時(shí)迅速的找到先關(guān)人員咨詢情況；

2017年5月23日

現(xiàn)場故障數(shù)據(jù)的可靠性建模與分析|加工中心

現(xiàn)場加工中心的試驗(yàn)對象是精工機(jī)床中的YP系列圓盤式刀庫，數(shù)據(jù)采集時(shí) 間是從加工中心精工機(jī)床調(diào)試完成后開始的。選取了從2011年~2013年間的加工中心精工機(jī)床。通過附錄1表A-3記錄每臺(tái)精工機(jī)床現(xiàn)場加工中出現(xiàn)的有關(guān)圓盤式刀庫的故障，并判斷該故障是否是關(guān)聯(lián)故障，將每臺(tái)機(jī)床出現(xiàn)的關(guān)聯(lián)故障通過附錄1表A-7進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。將統(tǒng)計(jì)結(jié)果整理，具體見附錄2表B-1,從附錄2表 B-1中可以看出YP系列圓盤刀庫在2011~2013年共出現(xiàn)92次故障。