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汽车先进制造技术经过几十年的高速发展,逐步提高单台设备加工效率和使用性能。凸轮轴作为汽车发动机配气机构的关键零件,在我国每年产量在5000万件以上,并且每年以20%~30%的速度在增长。 凸轮轴生产线是复杂的离散制造系统,由数控外圆磨床、凸轮磨床、加工中心、数控车床、数控钻床、综合测量机等设备组成。传统生产线的设备完全地依靠经验、定时保养和事后维修,严重影响设备利用率和生产运行,运用故障诊断技术、故障统计分析和故障预测技术,合理安排时间进行设备维修,保证生产过程的顺利。 本文以凸轮轴生产线设备为研究对象,开展了故障诊断技术、故障统计分析故障预测技术的研究,并进行了故障统计分析系统(EMAX)的开发。 首先,在实验台模拟设备故障的状态,对实验数据进行了时域、频域分析以及运用小波包在时频域上分析,并提取故障特征,在凸轮轴生产线的设备上进行故障实验,验证实验数据处理方法的有效性。 其次,对某凸轮轴生产线的故障信息进行统计分析,由故障数据拟合出故障间隔时间的概率密度函数和经验分布函数,初步判断分布模型,进行线性相关性、拟合和假设检验,得出该生产线磨床的故障时间服从威布尔分布并确定函数;分析了该凸轮轴生产线磨床整机和多发故障子系统的故障部位、模式和原因,计算磨床各子系统的危害度,得出某凸轮轴生产线磨床的可靠性指标MTBF的数值。 接着,基于RBF神经网络凸轮轴生产线设备故障预测设计及应用,确定训练样本集的方法并设计了预测方法、输入向量和目标向量、隐层神经元数和散布常数;实现基于径向基函数网络模型进行故障预测并对结果进行分析。 最后,开发了一套凸轮轴生产线设备故障统计分析系统(EMAX),本系统采用MySQL5.0作为数据库软件、应用程序采用Visual Studio2008开发。本系统采用客户机/服务器(C/S)分布式三层体系结构,具有设备管理、设备维修保养,故障统计分析和故障预测等功能。