本文通过搭建加工中心盘式刀库可靠性试验台预警系统，实现对盘式刀库的状态 监测以及状态信号的记录，在此基础上进行比较分析，选择适当的状态信号建立关系 模型并求取故障预警阈值，最终实现故障预警。
本课题研究的目的在于对盘式刀库换刀系统进行状态监测与故障预警，收集状态信号，包括正常运行时的状态信号与临界故障时的状态信号，在所收集的数据基础上 进行趋势分析并进行故障预警，提高盘式刀库换刀系统的可靠性水平。因此，故障预 警系统应具备以下功能：
本章首先对盘式刀库换刀系统可靠性试验台的结构、性能参数和换刀流程进行了 分析；其次，介绍了试验台预警系统所要实现的目标，然后以所要完成的目标为导引， 对所需的硬件设备和软件做了简要概述。在此基础上，对预警系统的总体方案进行了 设计，选择PLC为下位机、选择数据采集卡PCI对振动信号和温度信号进行监测。
本章首先运用JM3815无线静动态应力应变仪采集了结构的应力应变数据, 一方面得到了结构在实际工作过程中的应力应变数据，另一方面验证了有限元 仿真的准确性。其次运用傅里叶分析仪对结构进行了模态实验得到了结构准确 的模态参数，集合上一章得到的结构的模态振型，使我们对于机床的静态特性 有了更深一步的了解。
本论文在深入研宄机床静力学、动力学分析方法国内外研宄现状的基础上, 对龙门加工中心关键部件以及整机装配体进行了比较完善的静动态特性分析与 研究。完成了预期的工作任务，达到了全面了解机床静动态特性的目的。论文 的总结如下：
精工加工中心电磁悬浮系统的基本原理是通过电磁绕组感应出的电磁力吸引导 轨，电磁力的方向与横梁的重力方向相反。当电磁力逐渐增加到与移动横梁的重力相 等时，移动横梁就会悬浮起来完全与导轨分开，从而实现无摩擦的运动。电磁悬浮系 统有两种：排斥型和吸引型。
假设立柱与床身构成的结合面为理想结合面，即假定结合面之间的接触压力在整 个结合面上为常数，结合面上各点均勻接触，并在所有的接触点上具有相同的力学性 质。使用吉村允孝法计算床身与立柱间结合面的等效刚度。
理论与试验相结合的方法把机械结构有限元理论模态分析的正过程和试验模 态分析的逆过程有机地结合起来，并根据实际需要交替反复应用，从而实现了机 械结构的动力修改至动态优化设计的全过程，以求得系统最优的数学模型及其最 优的动态特性模态分析，称为理论——试验模态分析。该方法进一步扩大了前两 种方法工程应用的范围并显著提高其工程应用的效果，己成为目前的发展方向。
本论文以1060型立式加工中心进行研究，该加工中心为立式床身式结构，进给轴为X、Y、Z三座标控制， ******快移速度达20m/min(Z轴：15m/min);主轴为伺服电机动力驱动，功率为 7.5/11Kw，最高转速达8000rpm;采用台湾进口上银双螺母预压C3级滚珠丝杠和 重载精密滚动直线导轨，丝杠两端采用预拉伸机构，大大消除了热变形对机床精 度的影响，机床定位精度达±0.0〇5mm，重复定位精度达±0.003mm;采用进口台 湾刀库，容量16-24把可选，换刀准确可靠，最快换刀时间小于2.5秒；机床数 控操作系统可以客户自选，机床能够实现对各种盘类、板类、壳体、凸轮、模具 等复杂零件一次装夹，完成钻、铣、镗、扩、铰、攻丝等多种工序加工，适合于 多品种、中小批量产品的生产，对复杂、高精度零件的加工更能显示其优越性； 机床如配置第四、五轴，可实现对复杂回转类零件的高效、高精自动化加工。机 床适合航空航天、军工国防、汽车摩托车、工程机械、制冷石化、机车车辆等行 业的中小型零件的高效、高精自动化加工。
模态分析理论是一门融振动理论、信号分析、数据处理、数理统计及自动控 制理论于一体的综合，并结合自身内容的发展，形成的一套独特的理论。模态分 析实质上是一种坐标变换[22][23]t24][25]。其目的在于把原物理坐标系统中描述的相应 向量转换到“模态坐标系统”中来描述。在物理坐标系统中，弹性力和阻尼力往 往和两座标的相对位移与相对速度有关，即对应的矩阵为非对角阵，对于有成千 上万自由度的系统，解非对角阵（或耦合方程）既费时又会产生很大误差。向量 并不一定正交，而模态坐标中的正交向量能更好地反映结构特性。模态试验就是 通过对结构或部件的试验数据的处理和分析寻求其“模态参数”的。主要应用有：