基于.NET的主轴箱故障监测系统设计开题报告

 2021-08-14 02:43:42

1. 研究目的与意义(文献综述)

数字机床是一种自动化程度高,结构复杂的先进加工设备,是企业生产中的关键。近几年来,我国的装备制造业中,数控机床的占有率不断提高,在生产中已经占有重要的地位。随着现代技术的不断发展,现代化大生产对设备运行的稳定性、可靠性提出了更高的要求。数控机床虽然经过了近半个世纪的迅速发展和更新换代,其可靠性、稳定性一直是人们关注并且不懈解决的关键问题之一。

可靠性、稳定性问题决定了数控机床能否快速、高效发展。提高数控机床可靠性是提高数控机床整体性能的关键。而提升可靠性的关键就在于减少故障的产生。若发生故障而停机,一方面会由于数控机床故障维修周期长而造成停产。另一方面,由于数控机床各种配件价格昂贵而使维修费增加。更有甚者,会危及到企业员工生命财产安全。所以,故障一旦产生,给企业带来的影响是非常严重的。

现有的数控机床故障自诊断系统能够诊断常见电器系统故障以及简单的与系统相连部件的故障,但这是远远不够的。故障出现率较高而且引起机床加工质量下降的机械类故障的自诊断基本上还是盲点,这类故障才是真正的对企业最大的威胁。而据统计,数控机床的机械故障中,主轴箱的故障占百分之六十左右。可见,主轴组件的故障在此类故障中占了相当比重,这也一直是国内外数字机床故障诊断领域的难题。但是不可能让人时时刻刻监控着主轴箱,这样就增大了软件维护的开销。就算安排专业人士轮流监控,发现故障的及时性也不能保证,经常可能是等到发现问题的时候,故障已经到了不可挽救的状态。因此,对高级数控机床利用软件进行在线监测,实时收集主轴箱工作中的各种参数进行故障分析,发现故障及时报警,完成早期的故障诊断和在线预报,把故障消灭在萌芽状态,比人为监测更精确,更有效,可大大降低故障发生的机率,节约维护成本,更加直观,更加精确的找出故障所在,提升数控机床的稳定性与可靠性,最大程度的掌握数控机床运行的状态,对工业生产极其重要。由此可见,建立数控机床的主轴箱故障检测系统是必不可少的。

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2. 研究的基本内容与方案

基于.net的主轴箱故障检测就是对数控机床振动时的各种参数(主轴温度,润滑油温度,油压力,油流量以及振动监测)利用相应的传感器来进行监测,通过传感器把采集到的数据录入进系统,通过数据库存储数据,并且进行故障分析,一旦发生异常则进行报警提示,及时的发现故障,消除故障所带来的隐患。

那么如何来实现呢。首先利用.NET编程语言完成整个系统的软件设计包括用户使用界面的设计以及显示接收到的数据(可以按照数字、折线图、饼状图等各种形式显现出来,让用户更加的直观)。同时可以按照协议,通过对无线节点的配置和通信程序的设计来接受传感器传过来的数据,并且通过代码将数据存在数据库里面。然后利用sqlserver或者mysql数据库来存储主轴箱的各种运行时数据,合理的设计数据库结构,根据需求分析建立合适的表,不冗余。并且提前设计好表与表之间的对应关系。当主轴箱运行时的各种参数传到系统之后,界面进行后台运算,然后再把处理结果返回到界面供管理人员使用,系统也可以通过处理结果分析故障情况,及时报警。后台运算就是对机床振动数据进行FFT变换得到频谱,这里需要对快速傅里叶变换的算法进行深入的研究。

3. 研究计划与安排

第1周—第3周 查阅相关文献资料,明确研究内容,了解基于.net的主轴箱故障检测的国内外的实现方案,弄清工作原理,完成开题报告。

第4周—第5周论文开题;

第6周—第12周撰写论文初稿;

第13周—第16周修改论文;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]罗永顺,吴运新,冯仕海中南大学,机械工程,数控机床故障信号分析与特征提取2014,19(1):29-31.

[2]徐伯勋等编著.信号处理中的数学变换和估计方法[m].清华大学出版社,2012

[3]张曙,张炳生,谭为民.重型和超大型数控机床[j].制造技术与机床.2012(12)

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