一、数控机床用刀柄常用标准介绍（论文文献综述）
曹世伟[1]（2021）在《基于状态信息融合的链式刀库机械手健康状态评估》文中研究指明在世界飞速发展的今天,作为基石的现代制造业正扮演着越来越重要的角色,其中加工中心因拥有多工序自动加工的优势而得到了广泛的应用。自动换刀系统是加工中心不可或缺的功能部件,但由于其可靠性低、故障频发给机床用户造成了巨大的经济损失,故准确地判断自动换刀系统的健康状态并对其进行恰当的维修显得尤为重要。若等待故障发生,进行事后维修则会造成巨大的经济损失;若提前维修,则会出现维修过剩,造成产能浪费。因此,如何准确地判断自动换刀系统当前的健康状态并进行适时的维修和保养是目前亟待解决的问题。本文以某型号的链式刀库为研究对象,首先通过故障树分析探明其典型故障模式,在此基础上搭建了链式刀库健康状态监测系统;采用集合经验模态分解对监测的振动信号进行特征提取,并利用粒子群优化算法对支持向量机的参数进行优化,构建最优的支持向量机健康状态监测模型,通过该模型对链式刀库机械手锁紧机构的健康状态做出了评估。此外,本文采用基于不确定性分析和层次分析法改进的D-S证据理论对各传感器数据进行融合,实现对链式刀库的健康状态评估。本文主要的研究工作如下:1.链式刀库及其机械手的工作原理与故障分析。对链式刀库的参数做出介绍,并对链式刀库的换刀流程作出说明。采用故障树分析法对链式刀库的典型故障模式进行分析,找出诱发故障的根本原因,为后续搭建链式刀库健康状态监测系统奠定基础。2.搭建链式刀库试验台及状态监测系统。在掌握链式刀库的运行时序及其功能的基础上,利用博途软件编制了刀库PLC控制程序。根据刀库典型故障发生的原因,选取机械手和刀仓振动信号,伺服电机的电流、电压与温度信号,倒刀气缸的气压信号,以及自动换刀系统运行噪声信号作为状态监测信号,采用Labview软件开发了一套健康状态监测系统,实现了信号的采集、监测和存储。3.通过振动信号判断机械手锁紧装置的健康状态。由于机械手锁紧机构为链式刀库中故障率最高的部件,且振动信号能较好地反映受试部件的健康状态,故本章采用模拟锁紧弹簧疲劳失效的方法判断机械手锁紧装置的健康状态。通过集合经验模态分解提取振动信号特征向量,并采用粒子群优化算法对支持向量机的参数进行寻优,最终采用优化后的支持向量机对机械手锁紧装置的健康状态做出判断。4.判断链式刀库整体的健康状态。选用机械手X向振动、噪声、电机电流、电机温度和倒刀气缸气压作为链式刀库健康状态评估指标,并分别采用层次分析法和不确定性分析法对链式刀库各传感器监测信号的重要程度和有效信息量做出评估,通过抛物线形隶属度函数求得广义基本可信度的值,最终采用D-S证据理论将五类指标融合,实现对链式刀库的健康状态评估。
姚国祥[2]（2021）在《基于响应面与遗传算法的电主轴动态特性分析》文中提出电主轴作为机床的关键功能部件,其工作状态、可靠性和性能直接决定了机床整机的性能。作为精密的机电液复杂系统,其性能很难直接通过经验准确评估。如果在预研阶段准确地建立电主轴的动力学模型,通过仿真计算可以大致掌握其性能指标,从而大幅缩短其设计和研制周期。本文对电主轴的动力学建模优化和动态特性进行了研究。以转子动力学、摩擦学为理论支撑,将电主轴的动力学建模分为三部分:角接触球轴承建模、刀柄-主轴结合部建模和主轴系统建模。在此基础上,提出一种结合了响应面和遗传算法的主轴结合部参数修正方法,并建立了基于修正参数的主轴系统动力学模型,最后通过试验对该方法进行了验证。具体研究内容如下:基于Hertz接触理论,建立了考虑预紧力的电主轴轴承滚动体的协调方程组,同时综合考虑预紧力、轴承转速的影响,建立了高速角接触球轴承的拟静力学模型。通过MATLAB仿真,分析了轴承转速和轴承刚度、滚动体载荷间的关系。简化了电主轴的结构,在此基础上基于Timoshenko梁单元理论建立了电主轴的有限元模型。通过理论计算建立了刀柄-主轴结合部模型,结合角接触球轴承模型建立了完整的主轴系统动力学模型,在此基础上讨论了结合部参数对主轴系统固有频率的影响。通过现场试验测试电主轴系统的加速度-力频率响应函数和固有频率,并将固有频率作为优化目标,刀柄-主轴结合部参数作为输入参数,通过对主轴系统进行仿真计算得到固有频率作为输出参数,建立了响应面模型。采用多目标优化算法对刀柄-主轴结合部参数进行优化,求解其优化后的主轴系统的固有频率和频率响应函数,并与试验结果进行比较分析,验证模型的准确性。在对主轴系统的模型进行优化后,分别考虑了不同部件的动平衡等级对于主轴端部响应的影响;同时,为了分析主轴系统在工作时的性能,采集了主轴在相同转速、不同切削深度下的多段加工信号,并将其作为输入载荷加载到主轴系统模型上,计算出了主轴系统在不同工况下的端部响应,并分析了输入载荷和端部响应之间的关系。
田丽丽[3]（2021）在《高精度星敏支架加工误差分析及试验研究》文中提出星敏感器是以恒星为参照系,以星空为工作对象的高精度空间姿态测量装置,通过探测天体上不同位置的恒星并进行结算,为卫星、洲际战略导弹、宇航飞船等航空航天飞行器提供准确的空间方位和基准,并且与惯性陀螺一样具有自主导航能力,具有重要的应用价值。星敏感器是卫星的“千里眼”。星敏感器的支撑结构——星敏支架,保证星敏感器的稳定和正常工作。星敏支架的加工精度就尤为重要。本文针对高精度星敏支架的加工误差进行分析,主要的加工误差包括机床制造误差、径向跳动误差、刀具稳定性带来的误差、刀长精度带来的加工误差、刀具主轴回转误差。其中除主轴回转误差需用数控编程进行加工误差补偿外,其他误差均可采取相应措施来减小加工误差。对高精度星敏支架加工过程中刀具主轴的回转误差补偿策略进行理论分析,在三轴机床误差补偿方法基础上对五轴机床的加工误差补偿方法进行研究。五轴机床相比于三轴机床除了对刀具位置进行补偿外,还需对刀具的选装角度进补偿。根据星敏支架的形貌特征对NAS125P试件进行设计,并根据相应的加工误差产生原因采取相应的误差减小措施。通过仿真试验得出星敏支架的基础频率后,设置加工参数避免共振;设计垫块来弥补机床自身带来的工艺系统误差;通过测量装夹后毛坯的变形量,来减小试件装夹带来的误差;通过对刀仪及冷装刀柄来减小刀具长度和不稳定带来的误差;在以上误差减小措施下,对NAS125P试件进行加工,并对加工结果进行测量与分析;并测量出加工过程中的刀具主轴母线偏转角度以及刀具位置,为后续高精度星敏支架加工试验奠定基础。在上述减小加工误差的措施下,对高精度星敏支架进行加工,并根据试验所测的刀具偏转角度与刀具位置进行数控编程与误差补偿。对高精度星敏支架的加工结果进行测量,测量分析结果表明,高精度星敏支架的加工满足精度要求。
孟国栋[4]（2021）在《刀柄式在机超声测厚系统的性能优化研究》文中进行了进一步梳理随着“中国制造2025”战略的逐步深化,自动化生产和智能化生产具有越来越重要的地位,作为工业基础的数控机床的重要性也在与日俱增,在航空航天领域中尤其如此。在航空制造业中,为了减轻飞机的重量,同时要保证飞机结构的高强度和较长的使用寿命,薄壁零件成为一种极好的选择,已经被广泛应用于航空制造业中。然而由于薄壁零件具有壁厚较小、体积较大、结构较为复杂等特点,数控机床对其进行加工具有较大的难度,难以保证其加工精度。为了满足数控机床对薄壁零件加工的高精度、高效率的要求,需用刀柄式在机超声测厚系统替代人工测厚手段,以减小由于重新定位与装夹而引入的误差,并且提高机床加工效率。然而对于数控机床的在机自动测厚,采用“峰-峰值检测法”无法实现对小壁厚零件的超声测厚,并且超声探头与待测工件之间的自动接触过程需要保证良好的耦合效果。本文的主要研究内容如下:（1）五轴数控机床对薄壁零件的在机测厚过程的研究。分析数控机床的加工环境特点,基于实际加工中在机测厚的性能需求,提出针对于刀柄式在机超声测厚系统的性能优化设计方案。（2）针对小壁厚零件在机超声测厚精度优化的研究与实现。针对小壁厚零件下的测厚精度问题,分析其测量精度的影响因素。通过比较不同超声测厚方法的原理,分析采用“峰-峰值检测法”进行超声测厚时测量精度较低的原因,提出针对小壁厚零件超声测厚的回波厚度特征提取方法。基于刀柄式在机超声测厚系统,实现小壁厚零件在机超声测厚的厚度特征提取。（3）刀柄式在机超声测厚系统的耦合保障问题的研究。基于数控机床在机测量,分析超声测厚中耦合层对其测厚性能的影响,结合在机超声测厚对大行程缓冲以及柔性接触的要求,通过比较得到适用于数控机床在机测量的耦合方式。基于刀柄式在机超声测厚系统,实现对其机械结构的优化。（4）基于对刀柄式在机超声测厚系统的性能优化研究,通过实验对小壁厚零件的测厚精度进行验证,最终得到精度优于±0.03mm的结论;设计实验对其柔性接触结构的耦合保障性能进行验证,最终得到柔性接触结构可实现10mm缓冲距离的结论;进行数控机床在机测厚实验,对刀柄式在机超声测厚系统的整机功能进行验证,最终确认整机可实现对薄壁零件的在机检测。
田效康[5]（2021）在《基于数字孪生的机床加工过程虚拟仿真监控系统研究与实现》文中研究说明随着新一代信息通信技术和人工智能技术的快速发展,传统的制造业开始向着以信息技术为基础的智能制造转变,无人工厂开始迅速发展。数字孪生技术是实现智能制造的关键技术,能够有效解决在制造业转型中存在的信息传递难题。本文基于数字孪生技术开发了机床加工过程的虚拟仿真监控系统,在传统虚拟仿真监控系统的基础上实现了对机床在加工过程中工件材料去除过程的几何监控,并引入了切削力预测模型,从而实现对机床加工过程的物理层面的监控。本文的主要研究内容如下:（1）完成了虚拟仿真监控系统的总体设计:分析了系统的功能需求,确定系统的开发原则,提出了开发流程;对整体虚拟监控系统的各个功能模块进行设计,确定了整个系统的基本网络架构;之后针对系统实现的两个关键问题,几何仿真和物理仿真两大方面进行了研究,提出了解决方法;最后确定了系统的开发工具与系统可视化平台。（2）实现了基于材料去除算法的机床加工过程的几何仿真。使用建模软件对车间机床进行了数字建模,并基于Unity3d仿真平台搭建了系统的监控平台;研究了切削过程中刀具扫掠体的生成原理,设计了刀具扫掠体的生成算法,基于此开发了基于空间三角面片的材料去除算法,利用工件模型离散、冗余点合并等技术提高了材料去除算法的实时性,提高了算法的可用性。使用混合编程技术解决了数据实时处理的问题,达成了机床加工过程几何仿真实时监控的目的。（3）实现了机床加工过程的切削力数字孪生物理仿真。分析了几种常用的切削力预测模型;针对切削过程中的切削参数设计了全因素实验,并采集了相关的切削力数据;在实验数据的基础上分别搭建了切削力的指数经验模型、基于遗传算法优化的BP神经网络切削力模型,并对两种模型进行了误差比较,得出了神经网络模型具有更好的精度,且满足监控系统对于实时性的要求;基于Unity3d中的UGUI开发了图表可视化模块,实现了切削力预测模型的可视化,实现了切削力的物理仿真。（4）完成了虚拟仿真监控系统的集成与测试。基于虚拟仿真平台对系统的两大模块与网络模块进行了集成,进行了用户界面的开发,对系统的性能进行了实例测试,测试结果表明能够达到系统的设计目标。
王文强[6]（2021）在《基于射频识别的刀具信息采集与管理系统设计》文中指出制造业的发展体现了一个国家的生产力水平,数控刀具是现代机械制造业中较为昂贵的消耗工业品。传统的刀具管理存在刀具信息混乱、刀具数据输入易错、刀具寿命管理困难、刀具通用性较差等问题。射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）技术为现代生产管理提供了新的科学手段。结合北京新风航天装备有限公司刀具管理的现状,本课题开展了基于射频识别的刀具信息采集与管理系统设计,通过将RFID芯片嵌入刀柄,实现了刀具信息从对刀仪设备到数控机床的自动化传递,很好地解决了刀具管理问题,同时避免由于人工操作失误带来的生产事故,此外缩短了数控加工中的停机时间,提高了生产效率,本文的主要工作内容包括:（1）分析了国内外刀具管理系统的现状和自动识别技术,采用框架设计、软件开发和应用验证相结合的方法设计基于射频识别的刀具信息采集与管理系统。（2）完成了RFID硬件系统的选型和设计,同时设计了一套刀具编码规则,保证了刀具编码的唯一性,便于刀具的自动识别和管理。（3）基于C/S架构开发对刀仪刀具信息采集与管理系统。利用数字图像处理技术对对刀仪图片进行处理,将采集到的对刀仪界面图像选取感兴趣区域（Region of Interest,ROI）,然后进行阈值分割处理,再进行字符分割,最后使用模版匹配算法识别图片数字,实现对刀仪数据自动识别功能。通过RS232串口完成对刀仪和RFID读写器之间的通讯,包括采集对刀结果、添加刀具类型、刀具数据写入标签、刀具写入记录查询、用户管理等功能。（4）基于模型视图（Model View Presenter,MVP）架构开发手持设备刀具信息采集与管理系统,通过RS232串口和usb接口完成数控机床和RFID识读设备之间的通讯,包括自动识读、刀具列表编辑、登录认证、刀具文件导出、用户管理等功能。（5）刀具信息采集与管理系统在北京新风航天装备有限公司的对刀室和机械加工车间测试运行3个月,使用期间机械加工车间每日加工零件数增长了12.3%,显着提高了加工效率,并且杜绝了人工操作失误等问题。
韩凤霞[7]（2020）在《高端数控机床服役过程可靠性评价与预测》文中研究说明随着新一代信息技术、人工智能技术与制造技术的不断融合,制造产业向智能化转型已成为发展的必然趋势。高端数控机床及由其组成的柔性制造系统是智能制造的重要基础。高端数控机床服役过程中,使用工况多变、运行环境复杂,导致数控机床系统性能状态呈现不可逆的退化趋势。在服役阶段,性能劣化及频繁的故障会严重的影响加工精度和生产效率。因此,如何保证数控机床的服役性能成为了设计者、生产厂商及使用者共同关注的焦点问题。对于高端数控机床,其部件退化特征多样,可靠性数据具有小样本特征,传统的基于失效数据的单一性能评估方法有一定的局限性。本文基于“状态监测数据”、“标准S形试件”及“多源数据融合”,在寿命预测、整机运行可靠性评价方面对高端数控机床的服役性能进行评价与预测。主要研究内容如下:（1）构建了基于混合预测方法的关键部件剩余寿命预测模型。对于退化型失效的数控机床关键功能部件,由于运行工况、使用环境、维修程度等因素的影响,功能部件的退化程度和失效时间存在较大的离散性。采用数据驱动和人工智能相结合的综合预测方法,构建了基于RVM和改进幂函数相结合的剩余寿命预测模型,该模型可以适应退化过程的不确定性,在不影响实际的切削过程的前提下,快速、便捷地对运行状态进行评估并对剩余寿命进行预测。（2）研究了基于S试件的高端数控机床整机运行可靠性的评价方法。对于服役阶段的高端数控机床,在复杂、多因素动态作用下,使其运行性能及精度保持性在时间维度内的退化情况各异。目前,在运行工况下,基于加工精度的运行可靠性评价还没有形成统一的标准。探讨了结合面性能劣化与加工精度映射的误差传递模型,提出基于S形试件整机运行可靠性的评价模型。该模型通过标准化S试件的加工工况,对整机施加恒定的激振力,定期监测固定切削工况的特征信号。构建三个维度评价指标（熵值维度、三维希尔伯特幅值谱的可视化维度,边际谱的重心频率的数值量化维度）来综合评估机床的劣化程度,从而对数控机床整机的运行性能及加工质量进行量化与评估。（3）构建了多源信息融合的高端数控机床综合可靠性评价模型。高端数控机床的运行可靠性不但与设计制造阶段的固有可靠性有关,而且与服役阶段的使用维修水平相关。系统地研究了维修履历数据、运行状态信息、加工精度三个维度的可靠性数据融合建模方法,构建了基于模糊层次分析法的高端数控机床综合可靠性评价模型。建立了运行可靠性及质量可靠性评价指标体系,提出的可靠性评估方法既能兼顾机床故障时间反映的“先天因素”,也能兼顾运行状态和加工质量反映的“后天因素”,以此多维度、准确地评价数控机床的综合可靠性。（4）构建了基于模糊贝叶斯网络的生产线中数控机床可靠性评价模型。深度融合子系统可靠性实验数据、现场运维数据、相似系统的维修数据。将模糊理论和贝叶斯网络相结合,解决了多态系统各根节点状态概率难以精确获得的问题,提高了处理不确定性问题的能力。（5）提出了基于寿命预测的联合维修决策模型。为保障高端数控机床高可靠性、低成本运行,针对计划维修容易造成过修或欠修,提出了基于视情维修与计划维修的联合决策模型。该模型综合利用了关键功能部件的整体的寿命分布函数及个体部件的寿命预测结果,以平均维修费用最小为优化目标,采用维修时间间隔和剩余寿命维修阈值为优化变量。通过蒙特卡罗仿真进行了维修费用、维修间隔及维修阈值的协同分析,为维修方案的决策及维修费用的预算提供技术支撑。
周长安[8]（2020）在《铣削加工刀具磨损状态在线监控测振刀柄系统与信号奇异性分析研究》文中进行了进一步梳理基于理论和技术创新的智能制造信息化装备是新一代信息技术产业的优先发展方向。在切削加工领域,制造过程中刀具的磨损状态识别与更换依然依赖人工经验,缺乏科学、有效的理论、技术与装备支撑,严重制约了生产效率和产品质量的提升。基于传感器技术的刀具磨损状态在线监测技术可以有效地判断刀具的磨破损状态,充分发挥刀具的加工潜能,已逐渐得到了制造业的广泛重视并获得应用,被认为是实现自动化制造、无人化生产的重要支撑技术。本文以建立一套具备“感知-分析-决策”能力的集成化切削过程监测系统为目标,围绕切削过程智能感知装备与信号时频分析理论所涉及的科学问题,进行相关理论、方法与技术研究。针对传统的切削过程有线式振动信号采集系统信号衰减、安装不便、移植性差等问题,开发了面向铣削加工过程在线监测的旋转式测振刀柄系统,集成工业级三轴加速度传感器,开发信号采集与无线通讯模块、前置处理模块,实现铣削加工中三向振动信号的实时测量;借助于单点激励的锤击法模态实验和有限元模态分析技术,评估测振刀柄本体的动态特性;并开展铣削加工振动信号对比实验,测试了旋转式测振刀柄系统振动信号的采集性能。测试结果表明所开发的旋转式测振刀柄系统能够满足应用需求。针对切削过程各类传感器信号波形变化与刀具磨损状态间的密切关系,建立基于小波变换的奇异性分析理论,形成基于小波变换系数模极大值评估的信号降噪算法,实现对传感器信号波形细微变化的定量表征;通过建立考虑刀具磨损的三维切削力建模,明确最适合切削力信号奇异性评估的小波基函数;创建基于模极大值降噪评估的小波基选择方法,为切削振动、声音等信号中未知的奇异性种类提供了定性依据。基于研制的旋转式测振刀柄系统,搭建包含切削力、振动、声音等三种传感器的铣削加工实验平台,设计并开展整体立铣刀全寿命切削磨损实验;基于已建立的小波变换信号奇异性分析算法完成各类传感器信号的李氏指数定量计算,通过的关联机制;基于互信息特征选择算法对各类传感器信号的李氏指数统计特征完成特征样本集的筛选;基于支持向量机算法分别建立了切削力、振动和声音信号的刀具状态识别模型;为刀具磨损状态监测系统的建立奠定了坚实的数据基础。最后,基于旋转式测振刀柄系统搭建铣削刀具磨损状态在线监测系统的总体框架;测试和验证旋转式测振刀柄系统在多种加工条件和不同刀具磨损状态下的信号采集能力;利用振动信号HE指数统计特征值对刀具磨损状态转变的敏感性,优化振动信号刀具磨损状态监测模型;开发铣削过程在线监测上位机软件系统,并开展铣削过程刀具全寿命周期模拟实验,测试和验证所开发铣削刀具磨损状态在线监测系统的功能和刀具状态识别准确率。
侯添伟[9]（2020）在《基于状态监测的加工中心换刀机械手健康状态评估与故障预测研究》文中指出目前,国产高档数控机床与国际一流水平的差距主要体现在可靠性水平,尤其是关键功能部件的可靠性水平。自动换刀系统作为加工中心的关键功能部件之一,其工作状态直接影响着加工中心的运行情况和可靠性水平。自动换刀系统的换刀机械手是自动换刀系统中故障率最高的部件,它一旦发生故障就可能导致换刀失败、机床加工效率降低、产品损坏以及安全事故等问题。因此,针对换刀机械手开展健康状态评估及故障预测技术研究,将有利于为其制定合理的维修维护策略,为加工中心可靠性水平的提升及智能化发展打好基础。本文以加工中心自动换刀系统的换刀机械手为研究对象,在对其进行典型故障分析的基础上,研究搭建了换刀机械手的状态监测系统;采用模糊综合评判法和组合赋权法对换刀机械手进行健康状态评估,并应用粒子群算法优化改进灰色预测模型,进而对换刀机械手进行故障预测;最后,通过自动换刀系统可靠性台架试验数据验证了本文提出方法的有效性。本文主要研究内容如下:1.换刀机械手结构原理及故障分析。介绍换刀机械手的机械结构及换刀流程,应用故障树分析法进行换刀机械手典型故障分析,找到故障发生的根本原因,为状态监测系统的建立打好基础。2.建立了换刀机械手状态监测系统。根据故障分析结果,确定需要监测的换刀机械手的主要性能指标:换刀机械手振动、噪声、转角偏差、电机电流、电机温度。依据监测点选取原则及换刀机械手的结构特点,确定出各传感器的安装位置及安装方式,并为传感器配置相应的数据采集硬件和操作软件,实现换刀机械手的状态监测。3.针对多指标的健康状态评估特性,提出了基于模糊综合评判法和组合赋权法的换刀机械手健康状态评估方法。首先,将换刀机械手健康状态分为5个等级:健康、良好、注意、异常和故障,利用状态监测系统采集到指标数据,计算了各评价指标数据的相对劣化度,建立了5个状态等级的隶属度函数,构建出了隶属度矩阵。然后,分别采用熵权法和层次分析法求出各评价指标的权重,再应用组合赋权法将两种方法求出的指标权重结合起来,得到具有主客观意义的指标组合权重。最后,根据加权平均型模糊算子及最大隶属度原则确定出换刀机械手当前的健康状态,通过对换刀机械手的检查验证,验证了评估结果的准确性和有效性。4.针对换刀机械手故障预测时遇到的小样本、贫信息等问题,提出了基于粒子群算法及灰色预测模型的换刀机械手故障预测方法。根据换刀机械手健康状态评估结果,需要对非健康状态的换刀机械手进行典型故障预测。针对传统灰色预测模型GM（1,1）的背景值构造、初始值选择和参数估计等问题,在增加初始值偏差参数ε的基础上,应用粒子群算法对预测模型中a、b、ε三个参数进行了优化,并以换刀机械手转角偏差为例进行了分析验证,结果表明:基于粒子群算法改进后的GM（1,1）模型预测精度有明显提升,满足换刀机械手故障预测的需求,验证了本文提出方法的准确性和有效性。最后通过给定机械手转角偏差阈值,预测出何时换刀机械手会因转角偏差过大而发生故障。
张嘉珺[10]（2020）在《电主轴拉刀机构试验系统研制及状态监测方法研究》文中进行了进一步梳理数控机床作为一种复杂的机电液复合设备,其技术水平、研制难度是一个国家综合国力的体现。目前国产高端数控机床可靠性水平与国外品牌相比差距较大,成为限制其发展的技术瓶颈。电主轴作为数控机床的关键功能部件,是影响数控机床整机可靠性的主要因素。而拉刀机构是电主轴中的关键部件,主要起着刀柄的拉紧和松开功能。拉刀机构的状态好坏是影响电主轴可靠性及机床的加工水平的重要因素。目前,开展拉刀机构的试验系统研制和状态监测研究的内容很少,尚未有较成熟的拉刀机构试验系统和状态监测试验方面的研究内容。为此,本文将从这两方面展开研究,搭建针对拉刀机构的试验系统,并根据相关理论分析,应用试验系统开展拉刀机构的状态监测及健康状态评估的研究。论文的主要研究内容如下:1.拉刀机构试验系统研制。明确试验系统的功能需求,制定拉刀机构试验系统的总体设计方案,包括机械结构方案,控制方案、状态监测方案。针对试验系统的机械结构,完成组成部件的结构设计、强度分析、选型优化等工作;针对控制系统,完成控制电路设计和PLC控制程序的开发等工作;针对状态监测平台,主要分析了监测过程,为后续监测平台的开发提供基础。2.拉刀机构主要监测部位研究。通过分析拉刀机构的前期故障数据和结构组成及功能,确定了拉刀机构的功能性故障模式集合,利用模糊综合评判和层次分析相结合的方法,分析了拉刀机构各组成部件的故障风险,从中选取故障风险程度为较高的组成部件作为监测拉刀机构状态的主要监测部位。并定性分析了可表征被监测部位的状态量,将其作为监测信号,为后续开展监测信号的定量分析奠定基础。3.拉刀机构监测信号分析及状态监测平台开发。针对拉爪振动、刀柄位移量、碟簧拉刀力、刀柄-主轴结合面配合精度等监测信号,进行了信号监测方法和评价指标选取两方面的研究。确定了不同类型信号的监测方法及监测用设备,对于阈值类信号,结合电主轴参数表确定了其阈值范围或标准值。开发了监测拉刀机构状态的软件平台,具备数据显示、管理、存储、分析等工能。可以对监测信号进行状态监测。4.拉刀机构状态监测试验及健康状态评估研究。根据确定的监测部件及监测信号,开展拉刀机构的状态监测试验,制定了试验的具体方案,包括试验环境、试验具体要求、试验流程安排等。明确了试验开展的方式为模拟拉刀机构的松拉刀动作。提出了一种基于D-S证据你的拉刀机构健康状态评估方法,依据试验监测数据,对拉刀机构的健康状态进行了评估,评估结果与实际试验过程中的状态表现一致,验证了监测系统的可用性
二、数控机床用刀柄常用标准介绍（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、数控机床用刀柄常用标准介绍（论文提纲范文）
（1）基于状态信息融合的链式刀库机械手健康状态评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 状态监测技术国内外研究现状 |
| 1.3.2 健康状态评估技术国内外研究现状 |
| 1.3.3 数据融合技术国内外研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 链式刀库故障树分析 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 链式刀库参数及工作原理介绍 |
| 2.3 链式刀库换刀步骤 |
| 2.4 刀库故障树分析 |
| 2.4.1 故障树分析 |
| 2.4.2 选刀子系统故障分析 |
| 2.4.3 倒刀子系统故障分析 |
| 2.4.4 换刀子系统故障分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 链式刀库及其状态监测系统的搭建 |
| 3.1 链式刀库实验台的搭建 |
| 3.1.1 电控柜的配置 |
| 3.1.2 PLC梯形图的编制 |
| 3.2 监测系统的建立 |
| 3.2.1 状态监测指标的确定 |
| 3.2.2 监测位置的选择 |
| 3.3 基于Labview的状态监测系统搭建 |
| 3.3.1 采集卡与传感器的配置 |
| 3.3.2 Labview程序的编制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于振动单数据的机械手健康状态评估 |
| 4.1 链式刀库健康状态评估流程 |
| 4.2 信号特征提取 |
| 4.3 PSO-LIBSVM算法介绍 |
| 4.3.1 支持向量机分类算法(SVC)介绍 |
| 4.3.2 粒子群优化算法介绍 |
| 4.4 基于EEMD和 PSO-LIBSVM的机械手健康状态模式识别 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 多数据融合的链式刀库健康状态评估 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 基于不确定性与重要度改进的D-S证据理论健康状态评估 |
| 5.2.1 D-S基本概念 |
| 5.2.2 基于不确定性和层次分析法的权重计算 |
| 5.2.3 基于模糊综合评判法的广义基本可信度赋值确定 |
| 5.3 基于数据融合的链式刀库健康状态评估方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（2）基于响应面与遗传算法的电主轴动态特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轴承-转子系统的研究 |
| 1.2.2 刀柄-主轴结合部的研究 |
| 1.3 本文研究目的、内容及创新 |
| 1.3.1 研究目的和内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 角接触球轴承的动态特性分析 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 Hertz接触基本假设 |
| 2.3 Hertz接触理论 |
| 2.4 滚动体参数计算 |
| 2.4.1 滚动体与内外圈曲率和计算 |
| 2.4.2 轴承内圈在轴向预紧力下的变形 |
| 2.5 轴承预紧 |
| 2.6 滚动体的动态特性 |
| 2.7 角接触轴承力学特性分析 |
| 2.7.1 滚动体的位移协调方程 |
| 2.7.2 滚动体受力分析 |
| 2.7.3 刚度计算 |
| 2.7.4 实例计算 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 刀柄-主轴系统简化及建模方法研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 主轴系统结构分析 |
| 3.2.1 结构分析 |
| 3.2.2 刀柄结构分析 |
| 3.3 建立主轴系统动力学模型 |
| 3.3.1 模型简化方法 |
| 3.3.2 结构离散化处理 |
| 3.3.3 材料属性的等效计算 |
| 3.4 1D单元理论 |
| 3.4.1 梁单元模型 |
| 3.4.2 刚性圆盘模型 |
| 3.5 刀柄-主轴结合部建模 |
| 3.5.1 刀柄-主轴结合部参数求解 |
| 3.5.2 高速旋转下的刀柄-主轴结合部参数求解 |
| 3.6 电主轴的动力学建模及求解 |
| 3.6.1 动力学建模 |
| 3.6.2 主轴系统动力学求解 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于响应面法的电主轴结合部参数修正 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 电主轴的自由模态试验 |
| 4.2.1 试验目的 |
| 4.2.2 试验模态原理方法 |
| 4.2.3 锤击法介绍 |
| 4.3 基于响应面法的参数修正方法 |
| 4.3.1 响应面法原理 |
| 4.3.2 试验设计 |
| 4.4 建立响应面 |
| 4.4.1 响应面选择 |
| 4.4.2 响应面拟合 |
| 4.5 结合部参数优化 |
| 4.5.1 多目标优化与求解 |
| 4.5.2 结合部参数优化结果及模型验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 电主轴的动态特性研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 电主轴的动平衡分析 |
| 5.2.1 不平衡响应表达式 |
| 5.2.2 不平衡响应计算 |
| 5.3 电主轴的时域响应 |
| 5.3.1 载荷信号处理 |
| 5.3.2 时域响应求解方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（3）高精度星敏支架加工误差分析及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 高精度星敏支架的误差来源 |
| 1.2.1 机床的几何误差 |
| 1.2.2 工件装夹误差 |
| 1.2.3 刀具变形产生的误差 |
| 1.3 机床加工误差测量国内外研究现状 |
| 1.3.1 机床空间误差测量方法研究现状 |
| 1.3.2 机床刀具误差国内外研究现状 |
| 1.3.3 机床刀具误差补偿国内外研究现状 |
| 1.3.4 目前存在的主要问题 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 星敏支架加工误差原因分析 |
| 2.1 星敏支架的加工误差 |
| 2.2 机床误差分析 |
| 2.3 机床主轴回转误差 |
| 2.4 径向跳动引起的加工误差 |
| 2.5 刀长精度误差分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 主轴回转误差的补偿方法 |
| 3.1 刀具变形建模分析 |
| 3.2 加工误差补偿策略 |
| 3.3 误差参考补偿基准 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 试验件加工误差减小措施及试验 |
| 4.1 五轴加工机床介绍 |
| 4.2 五轴机床加工能力检验方法 |
| 4.3 检验试件设计方案 |
| 4.4 试验件加工误差减小措施 |
| 4.4.1 减小由刀具振动引起的加工误差 |
| 4.4.2 减小由主轴位置基准误差引起的加工误差 |
| 4.4.3 减小试件装夹变形引起的加工误差 |
| 4.4.4 减小由刀具稳定性引起加工误差 |
| 4.4.5 减小由刀长及对刀误差引起加工误差 |
| 4.5 检验试件加工试验 |
| 4.6 试验件测量 |
| 4.7 试验件检测结果 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 高精度星敏支架加工试验 |
| 5.1 高精度星敏支架加工 |
| 5.2 加工结果测量 |
| 5.3 加工结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）刀柄式在机超声测厚系统的性能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声测厚系统精度优化的研究现状 |
| 1.2.2 超声测厚系统的耦合保障的研究现状 |
| 1.3 课题来源与主要研究内容 |
| 第二章 刀柄式在机超声测厚系统 |
| 2.1 超声测厚的原理 |
| 2.1.1 超声波的传播特性 |
| 2.1.2 超声波的发射与接收原理 |
| 2.2 超声测厚方法 |
| 2.2.1 超声测厚的脉冲反射法 |
| 2.2.2 超声测厚系统的回波特征分析 |
| 2.3 刀柄式在机超声测厚系统方案 |
| 2.3.1 在机超声测厚系统的整体框架 |
| 2.3.2 在机超声测厚系统的硬件结构 |
| 2.3.3 在机超声测厚系统的软件架构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 刀柄式在机超声测厚系统的小厚度测量精度提升研究 |
| 3.1 小厚度下的超声回波特征的研究 |
| 3.1.1 小厚度下超声回波的叠加 |
| 3.1.2 小厚度下厚度特征提取的“起振-回波”法 |
| 3.2 基于FPGA的小厚度测厚精度优化设计 |
| 3.2.1 “起振-回波”法提取回波峰值位置的Verilog实现 |
| 3.2.2 超声测厚系统的上位机数据处理 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 刀柄式在机超声测厚系统的耦合保障研究 |
| 4.1 在机超声测厚系统的耦合问题研究 |
| 4.1.1 耦合层对超声测厚性能的影响 |
| 4.1.2 在机超声测厚系统的耦合层研究 |
| 4.2 刀柄式在机超声测厚系统的自动接触机构 |
| 4.2.1 机床在机超声测厚的柔性接触性能要求 |
| 4.2.2 机床在机超声测厚的柔性接触结构设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 刀柄式在机超声测厚系统的优化效果验证 |
| 5.1 在机超声测厚系统的小厚度测厚精度验证实验 |
| 5.1.1 超声测厚的小厚度下精度验证实验设计 |
| 5.1.2 小厚度下的精度验证实验结果及分析 |
| 5.2 在机超声测厚系统的耦合保障验证实验 |
| 5.2.1 在机超声测厚系统的耦合保障实验设计 |
| 5.2.2 在机超声测厚系统的耦合保障实验结果分析 |
| 5.3 刀柄式在机超声测厚系统的在机测厚实验 |
| 5.3.1 刀柄式在机超声测厚系统的实验平台简介 |
| 5.3.2 在机超声测厚系统的整机功能在机实验 |
| 5.3.3 在机测厚实验的实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）基于数字孪生的机床加工过程虚拟仿真监控系统研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 机床数字孪生国内外研究现状 |
| 1.2.2 工件加工过程虚拟仿真研究现状 |
| 1.3 论文研究的主要内容和组织结构 |
| 第二章 监控系统总体方案设计 |
| 2.1 系统设计需求与原则 |
| 2.1.1 系统设计需求分析 |
| 2.1.2 系统设计原则 |
| 2.1.3 系统开发流程 |
| 2.2 系统功能设计 |
| 2.2.1 系统功能模块设计 |
| 2.2.2 虚拟仿真监控系统网络架构设计 |
| 2.3 虚拟仿真监控系统关键问题分析 |
| 2.3.1 虚拟仿真监控系统几何仿真问题研究 |
| 2.3.2 虚拟仿真监控系统切削力物理规则映射问题研究 |
| 2.4 虚拟仿真监控系统开发工具与整体架构设计 |
| 2.4.1 三维建模工具 |
| 2.4.2 Unity3d虚拟仿真监控系统虚拟平台 |
| 2.4.3 虚拟仿真监控系统整体架构设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 工件加工过程几何仿真技术研究与实现 |
| 3.1 基于Unity3d的虚拟加工环境搭建 |
| 3.1.1 场景基本模型建立 |
| 3.1.2 虚拟监控平台场景搭建 |
| 3.1.3 虚拟场景性能优化 |
| 3.2 刀具切削扫掠体生成算法 |
| 3.3 加工过程快速材料去除实现 |
| 3.3.1 实体网格模型三角面片空间位置关系划分算法 |
| 3.3.2 基于三角网格模型的材料去除算法 |
| 3.4 算法实用性验证与优化 |
| 3.4.1 材料去除算法实用性验证 |
| 3.4.2 算法改进 |
| 3.5 加工过程机床运动实时数据处理 |
| 3.5.1 C#、Python混合编程实现 |
| 3.5.2 机床运行数据处理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 机床加工过程数字孪生物理仿真模型研究 |
| 4.1 切削力预测模型 |
| 4.1.1 切削力对加工过程的影响 |
| 4.1.2 切削力预测方法选择 |
| 4.2 基于Spike测力刀柄的铝合金切削实验 |
| 4.2.1 实验方案设计 |
| 4.2.2 切削实验平台搭建 |
| 4.2.3 实验数据处理 |
| 4.3 基于经验公式与神经网络模型的切削力预测模型搭建 |
| 4.3.1 基于指数经验公式的切削力预测模型建立 |
| 4.3.2 基于BP神经网络的切削力预测模型建立 |
| 4.3.3 两种模型预测结果对比验证 |
| 4.4 切削力预测模型可视化研究与实现 |
| 4.4.1 基于Unity3d的可视化映射方法 |
| 4.4.2 切削力预测模型可视化实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 机床加工过程监控系统集成与测试 |
| 5.1 系统功能集成 |
| 5.1.1 系统界面开发 |
| 5.1.2 系统模块集成 |
| 5.2 系统性能测试 |
| 5.2.1 监控系统客户端整体性能测试 |
| 5.2.2 系统功能模块性能测试 |
| 5.2.3 系统显示性能测试 |
| 5.3 系统运行实例 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
（6）基于射频识别的刀具信息采集与管理系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外刀具管理系统发展现状 |
| 1.2.2 刀具自动识别技术发展现状 |
| 1.3 刀具管理发展趋势 |
| 1.4 本文研究工作内容安排 |
| 第2章 需求分析与系统总体设计 |
| 2.1 需求分析 |
| 2.1.1 系统的功能性需求分析 |
| 2.1.2 系统的非功能性需求分析 |
| 2.2 系统总体框架设计 |
| 2.3 射频识别技术 |
| 2.3.1 射频识别概述 |
| 2.3.2 RFID系统工作原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 RFID工作系统以及硬件选型 |
| 3.1 RFID系统工作频段选型 |
| 3.2 RFID电子标签选型 |
| 3.3 RFID读写器选型 |
| 3.4 RFID芯片识读设备选型 |
| 3.5 刀具编码规则设计 |
| 3.5.1 编码技术概述 |
| 3.5.2 编码原则 |
| 3.5.3 刀具编码方案 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 对刀仪数据采集子系统的设计与开发 |
| 4.1 总体框架设计 |
| 4.2 系统运行流程图 |
| 4.3 整体架构以及开发环境 |
| 4.3.1 整体架构 |
| 4.3.2 软件开发环境及工具 |
| 4.3.3 系统开发平台 |
| 4.3.4 系统开发语言 |
| 4.4 MFC简介 |
| 4.5 主要功能模块设计 |
| 4.5.1 系统登录模块设计 |
| 4.5.2 对刀仪数据采集模块设计 |
| 4.5.3 刀具列表编辑模块设计 |
| 4.5.4 RFID标签写入模块设计 |
| 4.5.5 用户管理模块 |
| 4.5.6 写入记录查询统计模块设计 |
| 4.6 系统数据库分析与设计 |
| 4.6.1 数据库简介 |
| 4.6.2 数据库实体关系设计 |
| 4.6.3 数据库表设计 |
| 4.7 软件打包 |
| 4.8 软件安装配置 |
| 4.8.1 软件安装 |
| 4.8.2 软件配置 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 RFID识读设备数据采集子系统的设计与开发 |
| 5.1 总体框架设计 |
| 5.2 系统运行流程 |
| 5.3 整体架构以及开发环境 |
| 5.3.1 整体架构 |
| 5.3.2 开发环境 |
| 5.3.3 系统开发平台 |
| 5.3.4 系统开发语言 |
| 5.4 主要功能模块设计 |
| 5.4.1 用户管理及登录模块设计 |
| 5.4.2 RFID芯片读取模块设计 |
| 5.4.3 刀具列表编辑模块设计 |
| 5.4.4 刀具文件生成模块设计 |
| 5.4.5 刀具文件导出模块设计 |
| 5.5 系统数据库的分析与设计 |
| 5.5.1 SQLite数据库简介 |
| 5.5.2 数据库实体关系设计 |
| 5.5.3 数据库表设计 |
| 5.6 软件打包 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 系统测试及应用 |
| 6.1 整体应用流程 |
| 6.2 对刀仪数据采集子系统在对刀室的应用 |
| 6.3 RFID识读设备数据采集子系统在机械加工车间的应用 |
| 6.4 系统试运行效果总结 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（7）高端数控机床服役过程可靠性评价与预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文选题背景 |
| 1.2 课题来源 |
| 1.3 数控机床可靠性指标体系 |
| 1.3.1 数控机床固有可靠性 |
| 1.3.2 数控机床运行可靠性 |
| 1.3.3 数控机床加工精度可靠性 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 数控机床可靠性研究现状 |
| 1.4.2 寿命预测研究现状 |
| 1.4.3 数控机床精度评价研究现状 |
| 1.4.4 数控机床维修策略研究现状 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 1.5.1 综述总结与问题提出 |
| 1.5.2 本文主要内容 |
| 第2章 高端数控机床功能部件剩余寿命预测方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 性能退化相关概念 |
| 2.3 电主轴/刀柄结合面性能退化建模 |
| 2.3.1 主轴/刀柄性能退化指标构建 |
| 2.3.2 电流损耗与刀柄性能退化分析 |
| 2.3.3 小波包降噪 |
| 2.4 融合RVM和改进幂函数的预测模型 |
| 2.4.1 小波包熵 |
| 2.4.2 相关向量机概述 |
| 2.4.3 回归模型及拟合性能评价 |
| 2.4.4 剩余寿命综合预测模型 |
| 2.5 实验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于S试件的高端数控机床运行可靠性评价 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于S试件的机床运行精度分析 |
| 3.2.1 S试件的结构特点 |
| 3.2.2 数控机床的运动误差分析 |
| 3.3 数控机床结合面动特性研究 |
| 3.3.1 数控机床结合面性质 |
| 3.3.2 结合面研究概述 |
| 3.4 高端数控机床切削过程中动态性能评价 |
| 3.4.1 运行状态感知 |
| 3.4.2 基于CEEMDAN的特征提取 |
| 3.4.3 基于S试件的运行状态评价 |
| 3.5 实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于多源信息数据数控机床综合可靠性评价 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高端数控装备的多源可靠性评价指标 |
| 4.2.1 基于故障时间的可靠性评价 |
| 4.2.2 基于运行状态的可靠性评价 |
| 4.2.3 基于加工质量的可靠性评价 |
| 4.3 高端数控装备多源信息融合评价体系 |
| 4.3.1 基于层次分析法的权重分配 |
| 4.3.2 基于故障数据的模糊可靠性评价 |
| 4.3.3 基于多源信息数控机床评价体系构建 |
| 4.3.4 实例验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于贝叶斯网络生产线中数控机床可靠性评价 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 航空结构柔性生产线可靠性评价模型 |
| 5.3 制造子系统信息融合及状态划分 |
| 5.4 构建多状态贝叶斯网络 |
| 5.5 实例验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于寿命预测的维修策略研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 维修保障与维修策略概述 |
| 6.2.1 维修决策模型 |
| 6.2.2 维修程度及优化决策 |
| 6.3 基于寿命预测的维修决策模型 |
| 6.3.1 视情维修相关研究 |
| 6.3.2 视情维修与定期维修的联合维修策略 |
| 6.3.3 基于维修时机和维修阈值的联合优化 |
| 6.4 蒙特卡罗仿真 |
| 6.5 实例验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 作者简介 |
| 详细摘要 |
（8）铣削加工刀具磨损状态在线监控测振刀柄系统与信号奇异性分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号及其单位 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 刀具磨损状态监测关键技术与研究现状 |
| 1.2.1 刀具磨损监测方法研究现状 |
| 1.2.2 基于人工智能算法的监测系统研究现状 |
| 1.3 基于传感器集成技术的智能刀柄系统研究现状 |
| 1.3.1 测力刀柄系统研究现状 |
| 1.3.2 测振、测温刀柄系统研究现状 |
| 1.4 信号处理技术 |
| 1.5 论文的提出、研究内容及总体框架 |
| 1.5.1 论文的提出 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.5.3 论文整体框架 |
| 第二章 面向铣削加工的旋转式测振刀柄系统开发与性能测试 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 旋转式测振刀柄总体设计 |
| 2.2.1 旋转式测振刀柄基本构成 |
| 2.2.2 旋转式测振刀柄设计要求 |
| 2.2.3 旋转式测振刀柄总体设计方案 |
| 2.3 振动传感器单元选型 |
| 2.4 振动信号采集与通讯系统设计 |
| 2.5 旋转式测振刀柄系统集成 |
| 2.6 旋转式测振刀柄系统动态特性分析与测试 |
| 2.6.1 旋转式测振刀柄有限元模态分析 |
| 2.6.2 旋转式测振刀柄系统单点激振试验 |
| 2.7 铣削实验振动信号对比分析 |
| 2.7.1 铣削信号对比实验设计 |
| 2.7.2 整个加工过程振动信号分析 |
| 2.8 小结 |
| 第三章 基于小波变换的信号奇异性分析理论与方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 小波变换的基本理论与方法 |
| 3.2.1 连续小波变换 |
| 3.2.2 离散小波变换 |
| 3.3 奇异性分析理论与李氏指数评估的 |
| 3.3.1 李氏指数的定义 |
| 3.3.2 小波变换奇异性分析理论 |
| 3.3.3 李氏指数评估算法 |
| 3.4 基于模极大值评估的信号降噪算法 |
| 3.5 面向各类传感器信号奇异性分析的小波基函数选择方法 |
| 3.5.1 信号奇异性的分类 |
| 3.5.2 基于考虑刀具磨损三维切削力数学建模的小波基选取 |
| 3.5.3 基于模极大值降噪评估的小波基选择方法 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 铣削过程传感器信号奇异性特性与刀具磨损状态的关联机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 整体硬质合金立铣刀全寿命磨损实验研究 |
| 4.2.1 间接监测信号采集实验平台搭建 |
| 4.2.2 整体硬质合金立铣刀全寿命磨损实验设计 |
| 4.2.3 全寿命周期刀具磨损统计与状态划分 |
| 4.3 传感器信号奇异性特征与刀具磨损状态的关联机制 |
| 4.3.1 基于小波奇异性分析理论的HE指数计算方法 |
| 4.3.2 HE指数概率密度分布规律与刀具磨损状态的关联机制 |
| 4.3.3 HE指数的统计规律与刀具磨损状态的关系 |
| 4.4 基于特征选择算法的最优特征子集筛选 |
| 4.5 基于支持向量机的刀具磨损状态识别模型 |
| 4.5.1 支持向量机算法的基础理论 |
| 4.5.2 刀具磨损状态监测模型设计 |
| 4.5.3 基于SVM的刀具磨损状态监测模型训练与识别结果分析 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 铣削刀具磨损状态在线监测系统构建与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铣削刀具磨损状态在线监测系统总体框架设计 |
| 5.3 旋转式测振刀柄系统的性能测试与验证 |
| 5.3.1 变加工条件下的铣削信号对比实验设计 |
| 5.3.2 切削过程振动信号统计信息对比分析 |
| 5.4 基于振动信号HE指数统计规律的TWCM模型优化 |
| 5.5 基于旋转式测振刀柄系统的铣削过程监测上位机系统 |
| 5.5.1 铣削过程监测上位机系统总体设计 |
| 5.5.2 铣削过程监测上位机系统功能模块设计 |
| 5.6 铣削刀具磨损状态在线监测系统模拟应用验证 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得的学术成果及参加科研项目 |
| 致谢 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）基于状态监测的加工中心换刀机械手健康状态评估与故障预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 状态监测技术研究现状 |
| 1.3.2 健康状态评估技术研究现状 |
| 1.3.3 故障预测技术研究现状 |
| 1.4 主要研究内容与研究路线 |
| 第2章 换刀机械手结构及故障分析 |
| 2.1 换刀机械手基本结构分析 |
| 2.1.1 换刀传动机构结构分析 |
| 2.1.2 机械手结构分析 |
| 2.2 刀库及机械手整体的换刀流程分析 |
| 2.3 换刀机械手故障分析 |
| 2.3.1 故障分析方法 |
| 2.3.2 换刀机械手故障树分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 建立换刀机械手状态监测系统 |
| 3.1 监测指标选取 |
| 3.2 传感器监测点选取 |
| 3.3 状态监测系统介绍 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于模糊综合评判法的换刀机械手健康状态评估 |
| 4.1 选择评价指标 |
| 4.2 确定评价集 |
| 4.3 确定隶属度函数 |
| 4.3.1 相对劣化度 |
| 4.3.2 隶属度函数 |
| 4.4 确定指标权重 |
| 4.4.1 熵权法 |
| 4.4.2 层次分析法 |
| 4.4.3 组合赋权法 |
| 4.5 确定健康状态 |
| 4.6 换刀机械手健康状态评估 |
| 4.6.1 计算原始数据相对劣化度 |
| 4.6.2 建立隶属度函数 |
| 4.6.3 计算指标权重 |
| 4.6.4 确定换刀机械手健康状态 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于改进灰色预测模型的换刀机械手故障预测 |
| 5.1 灰色预测模型GM(1,1) |
| 5.1.1 生成序列建立与检验 |
| 5.1.2 GM(1,1)模型建立与求解 |
| 5.1.3 模型检验 |
| 5.2 灰色预测模型的改进 |
| 5.2.1 传统GM(1,1)模型的缺陷 |
| 5.2.2 GM(1,1)模型的改进 |
| 5.3 换刀机械手故障预测 |
| 5.3.1 GM(1,1)建模可行性分析 |
| 5.3.2 传统GM(1,1)模型预测 |
| 5.3.3 基于粒子群算法改进的GM(1,1)模型预测 |
| 5.3.4 模型预测精度检验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（10）电主轴拉刀机构试验系统研制及状态监测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与来源 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 电主轴试验系统研究现状 |
| 1.3.2 电主轴拉刀机构的研究现状 |
| 1.3.3 状态监测技术研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 电主轴拉刀机构试验系统研制 |
| 2.1 电主轴拉刀机构试验系统总体方案研究 |
| 2.1.1 拉刀机构试验系统功能分析 |
| 2.1.2 拉刀机构试验系统方案研究 |
| 2.2 电主轴拉刀机构试验系统机械结构设计 |
| 2.2.1 支撑部分 |
| 2.2.2 连接部分 |
| 2.2.3 运动部分 |
| 2.3 电主轴拉刀机构试验系统电气控制研究 |
| 2.3.1 控制系统硬件 |
| 2.3.2 电气回路设计 |
| 2.3.3 PLC控制程序 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 拉刀机构状态监测部位分析 |
| 3.1 电主轴拉刀机构结构及工作原理分析 |
| 3.1.1 电主轴结构简介 |
| 3.1.2 拉刀机构的结构及工作原理 |
| 3.2 拉刀机构故障模式风险分析 |
| 3.2.1 层次分析法及模糊综合评判方法 |
| 3.2.2 拉刀机构故障模式风险分析 |
| 3.3 拉刀机构状态监测信号确定 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 拉刀机构状态监测信号分析及监测平台开发 |
| 4.1 状态监测信号分析 |
| 4.1.1 拉爪振动信号分析 |
| 4.1.2 碟簧拉刀力分析 |
| 4.1.3 刀柄位移量分析 |
| 4.1.4 结合面配合精度分析 |
| 4.2 状态监测硬件设备 |
| 4.2.1 数据采集系统 |
| 4.2.2 加速度振动传感器 |
| 4.2.3 拉刀力测量仪 |
| 4.3 状态监测平台开发 |
| 4.3.1 LABVIEW程序语言 |
| 4.3.2 系统登录模块 |
| 4.3.3 数据显示模块 |
| 4.3.4 数据管理模块 |
| 4.3.5 数据分析模块 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 拉刀机构状态监测试验与评估方法研究 |
| 5.1 拉刀机构状态监测试验 |
| 5.1.1 试验方案研究 |
| 5.1.2 试验具体时间安排 |
| 5.1.3 试验操作流程 |
| 5.2 基于D-S证据理论的拉刀机构状态评估研究 |
| 5.2.1 D-S证据理论 |
| 5.2.2 状态识别框架建立 |
| 5.2.3 证据参数的确定及归一化处理 |
| 5.2.4 基于加权的基本信任分配函数计算 |
| 5.2.5 证据参数的融合处理 |
| 5.3 状态监测试验数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
四、数控机床用刀柄常用标准介绍（论文参考文献）
- [1]基于状态信息融合的链式刀库机械手健康状态评估[D]. 曹世伟. 吉林大学, 2021
- [2]基于响应面与遗传算法的电主轴动态特性分析[D]. 姚国祥. 吉林大学, 2021(01)
- [3]高精度星敏支架加工误差分析及试验研究[D]. 田丽丽. 北华航天工业学院, 2021(06)
- [4]刀柄式在机超声测厚系统的性能优化研究[D]. 孟国栋. 电子科技大学, 2021(01)
- [5]基于数字孪生的机床加工过程虚拟仿真监控系统研究与实现[D]. 田效康. 电子科技大学, 2021(01)
- [6]基于射频识别的刀具信息采集与管理系统设计[D]. 王文强. 北华航天工业学院, 2021(06)
- [7]高端数控机床服役过程可靠性评价与预测[D]. 韩凤霞. 机械科学研究总院, 2020
- [8]铣削加工刀具磨损状态在线监控测振刀柄系统与信号奇异性分析研究[D]. 周长安. 山东大学, 2020(08)
- [9]基于状态监测的加工中心换刀机械手健康状态评估与故障预测研究[D]. 侯添伟. 吉林大学, 2020(08)
- [10]电主轴拉刀机构试验系统研制及状态监测方法研究[D]. 张嘉珺. 吉林大学, 2020(08)