本論文對對VMC1060立式加工中心整機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)分析。并在試驗(yàn)基礎(chǔ)上 對其結(jié)構(gòu)動態(tài)特性進(jìn)行了分析,找出了該機(jī)床結(jié)構(gòu)所存在的薄弱模態(tài)和薄弱環(huán)節(jié)。 全文的研究的工作總結(jié)為以下幾個(gè)方面:
隨著市場經(jīng)濟(jì)地快速發(fā)展和全球經(jīng)濟(jì)一體化程度地不斷加深,市場對于裝備制造 業(yè)產(chǎn)品提出了性能更好、能耗更少、人機(jī)界面更高等一系列要求,作為裝備制造業(yè)的“工 作母機(jī)”一精工機(jī)床,其精度、功能、可靠性水平直接決定了產(chǎn)品的市場競爭力水平[1]。 長期以來,我國一直是精工機(jī)床制造大國[2]、消費(fèi)大國,卻不是制造強(qiáng)國[3]。國內(nèi)精工 機(jī)床市場,尤其中高端市場長期被國外品牌所占領(lǐng)[4][5],其中主要原因就是國產(chǎn)精工機(jī) 床產(chǎn)品的可靠性水平差[6][7]。
龍門移動精工加工中心移動橫梁由其下方的兩個(gè)電磁懸浮系統(tǒng)共同懸浮,電磁懸 浮系統(tǒng)的控制精度決定了橫梁的懸浮精度和加工部件的精度。橫梁兩側(cè)和上方都設(shè)置 有導(dǎo)向單元,從而實(shí)現(xiàn)懸浮橫梁水平方向的移動。導(dǎo)向水平方向運(yùn)動單元與豎直方向 懸浮單元都是采用吸引型電磁懸浮系統(tǒng)。由于懸浮橫梁由兩個(gè)電磁懸浮系統(tǒng)共同懸 浮,因此兩個(gè)電磁懸浮系統(tǒng)需要保持很好的協(xié)調(diào)同步運(yùn)行才能保證懸浮橫梁水平方向 具有較高的精度[24]。
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機(jī)床動態(tài)特性的試驗(yàn)研究包括[13][2°][21]:動態(tài)測試、模態(tài)分析、確定薄弱環(huán)節(jié) 以及切削試驗(yàn)等,根據(jù)需要采取相應(yīng)措施用以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)動態(tài)特性優(yōu)化,是理論分 析和動態(tài)試驗(yàn)密切結(jié)合的過程。機(jī)床動態(tài)特性中起主要作用的是少數(shù)低階模態(tài), 只要能精確地測試和識別出這些模態(tài)的參數(shù),就可較精確地反映機(jī)床結(jié)構(gòu)的動態(tài) 特性。試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)通過對結(jié)構(gòu)進(jìn)行動態(tài)試驗(yàn),識別結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù),建立 模態(tài)模型,用圖形顯示結(jié)構(gòu)振動形態(tài),根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用情況,找出薄弱的環(huán) 節(jié),為結(jié)構(gòu)動力修改提供可靠的信息。其分析結(jié)果主要依賴于實(shí)際的測試數(shù)據(jù)和 分析手段選擇的合理性。
隨著測試儀器、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)的飛速發(fā)展,動態(tài)試驗(yàn)中,功能強(qiáng)大 的以計(jì)算機(jī)為主體的試驗(yàn)分析系統(tǒng)逐步取代了依賴于專用信號分析儀的傳統(tǒng)的試 驗(yàn)分析系統(tǒng),且功能更強(qiáng)大、靈活。為以計(jì)算機(jī)為主體結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性試驗(yàn)分析 系統(tǒng)硬件,如圖3.2所示,主要有以下三個(gè)分系統(tǒng)組成
本文通過搭建加工中心盤式刀庫可靠性試驗(yàn)臺預(yù)警系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對盤式刀庫的狀態(tài) 監(jiān)測以及狀態(tài)信號的記錄,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行比較分析,選擇適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)信號建立關(guān)系 模型并求取故障預(yù)警閾值,最終實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警。
本課題研究的目的在于對盤式刀庫換刀系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測與故障預(yù)警,收集狀態(tài)信號,包括正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)信號與臨界故障時(shí)的狀態(tài)信號,在所收集的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上 進(jìn)行趨勢分析并進(jìn)行故障預(yù)警,提高盤式刀庫換刀系統(tǒng)的可靠性水平。因此,故障預(yù) 警系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能:
本章首先對盤式刀庫換刀系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)臺的結(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對振動信號和溫度信號進(jìn)行監(jiān)測。
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