柔性制造环境下基于质量控制的状态监控系统.pdf.pdf

维普资讯

/, 邱静等:柔性制造环境下基于质量控制的状态监控系统
/ \ /尸/,\ \口,
柔性制造环境下基于质量控制的状态监控系统①
】年鼻日收到
/
邱静温熙森唐丙阳
—————一卜
——————~
国防科技大学机械电子工程与仪嚣系长沙
各
摘要
以环境单元为对象,建立通用集成化设备与过程状态监控系统,给出
一
、弓言
状态监测与故障诊断是、、中各个环节、各个屠次都必须着力解决的关键技术
一个高度可靠的应能自动识别不同类型的异常、故障并确定和执行一系列的补救措施,使系
统处于最佳运行状态。加工设备状态监控系统的研究内容一是对不具备或不完全具备状态监
测与故障诊断功能的柔性加工设备进行开发配制,二是为先进制造系统设计开发监测、诊断与控
制一体化的系统。
柔性制造环境下设备的故障主要包括结构故障、运控故障、加工工况与过程故障。结构故障
设计生产单位已做了充分考虑,很少发生;运控故障的诊断一部分由自诊断子系统结合诊断
专家系统完成,一部分则需由设备状态监控系统来完成;加工工况与过程故障主要由设备状态监
控系统来进行,如刀具切削状态、传动系统故障、电机故障、环境故障等。为此,我们和华中理
工大学在国家计划资助下开展了状态监控系统和故障诊断系统及集成系统的研究。

与综合决策的系统工程问题。其难点主要表现在:,过
程复杂,工况变化频繁无规律; 系统物理结构复杂,各组成部分功能关系复杂,设备多样
涉及机、电、光等,,搜集全各种状态以及异常的先验样
本和模式样本困难,即使同一故障如刀具破损,在不同的工况与加工条件下表现也不一样;
设备、状态、事件及异常具有并发性、突发性、联动性、可组合性与随机性; 加工过程
具有连续性与断续性,工序的整体性与单一性相交替; 工件尺寸、硬质点、误操作等随机干
扰囤素多;等等。这些给问题的研究带来了极大的困难。
针对的加工单元,在充分分析其运行与结构机理、信息传递机理、故障与异常机理的基
础上,我们开发了一智能化加工设备状态监控系统,该系统已于年月通过专家组验收与鉴
定。
二、系统模型、硬软件组成与实施方案
系统的体系结构与组成如图和图所示。它为一分前式多传感器信皂拾取信包集中处理
计划资助项目
维普资讯
高技术通讯.
变换、总体监测与诊断决策的柔性模块化可扩展式结构。
柔性加工单元,其主要功能部位、部件有刀具/工件部位、主轴电机部位、主轴传动部位部
件、进给电机部位、进给传动部位部件、电网、气液压传输、各种控制器、刀头交换部位
部件、刀具交换部位部件、刀库等。建立的监控系统主要监测这些部位的正异常
硬件是以多参数并行处理和总体综合监测的策略以及开放的、集成的思想设计的。
信息提取与传感器
掣习训练
布点方案与实现。在充分分
析加工设备的并行运
行机理、状态的表现形式、信
息传递机理及故障特点的基
础上,提出了基于多传感器
融合的分布式传感器
事蓐信整
恃群号取
选取与布点策略和方