近几年来我国制造业中,数控机床的占有率不断提高,在生产中已经占有重要地位。数控机床在许多企业中被用于重要的加工环节,对全厂的生产起着决定作用。如果出现故障后不能及时正确地进行故障诊断和维修,则会带来较大的经济损失。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,数控机床的主轴箱是诱发其机械故障的重要部位,因此,对数控机床主轴箱的故障诊断是非常重要的。 本文结合大连理工大学振动工程研究所与上海通用汽车公司的合作项目,对数控机床主轴箱的故障诊断进行了研究,主要包括以下几个部分: 首先阐述了对数控机床主轴箱进行故障诊断的总体思想,即应用PDM2000的数据采集仪在设备现场拾取数据,再通过PDM2000的软件系统与故障诊断数据库的有效结合,来实现数控机床主轴箱的整个故障诊断过程。 其次论述了常用的故障诊断方法,即时域分析方法和频域分析方法。分别介绍了这些方法的基本原理及它们的优点和不足。在时域、频域分析方法的基础上,论述了一种时频域分析方法这——局域波法。在阐述全局波法及其局限性的基础上,论述了局域波法的基本理论,包括瞬时频率、局域波分量、局域波分解、局域波时频表示和局域波边界谱等。同时还通过仿真试验,对局域波法应用于数控机床主轴箱的故障诊断进行了可行性分析。 上述的各种方法都要基于完整的设备参数和特征参数的数据才能实现对数控机床主轴箱的故障诊断,所以一个全面完备的故障诊断数据库是必不可少的。本文论述了该数据库的开发平台,数控管道和数据窗口等关键技术以及数控来源等,同时还阐述了数据库的具体结构。 最后,分别应用传统方法和局域波法对上海通用汽车公司某车间的数控机床主轴箱进行故障诊断,给出了具体的诊断实例。实际应用不仅证明了局域波法可以实现对数控机床主轴箱的有效诊断而且可以弥补传统方法的不足,同时也验证了故障诊断数据库的实用性和有效性。