该系列盘式刀库采用减速电机带动分度机构实现刀盘的运转，选刀动作快速、平 稳。分度机构由圆柱凸轮与凸轮轴承组合而成，分度精度高，噪音小；刀库刀套采用 工程塑料ABS制作，具有重量轻、运转平稳、冲击小等优点，因此在进行信号采集时 能将干扰降到最低，有效地降低了故障误报率。上述减速电机在运转时带动副链轮、 副链条运转，通过副链条带动刀库外部带有接近传感器的轴转动，实现对刀盘运动的 精确控制。机械手的换刀动作由减速电机带动链条、链条带动滚子式蜗型弧面复合凸 轮来完成。
故障预警系统主要包括电气控制环节、数据采集环节和PLC控制环节，只有三个 环节协同工作才能完成盘式刀库换刀系统的状态监测和故障预警功能。本章设计任务 为设计电气控制环节控制刀库的正常动作、设计数据采集环节采集刀库工作时的状态 信号和设计PLC控制环节控制故障预警机构的动作。
由于电磁悬浮技术具备无接触这一优点，因此消除了物体与物体之间不利摩擦的 影响，可以延长机械部件的使用周期，改善运行状况。因此它在工业加工、机械生产 和交通运输等方面有着广阔的应用。
随着科学技术理论的不断发展，各种控制算法相继被人们研发出来，这为电磁悬 浮系统的控制器设计提供了大量参考依据。从传统的线性控制算法到先进智能的非线 性控制算法控制理论得到了长足的发展。由于电磁悬浮系统是典型的非线性系统，因 此线性的控制算法只能在悬浮系统进行了线性化处理后才能使用。利用泰勒级数在平 衡点附近对非线性函数进行展开和反馈线性化是当今比较成熟的线性化方法。由于线 性化处理后的非线性系统降低了控制难度，因此也降低了控制器设计的难度。原系统 的高阶响应在线性化后被忽略了。工程实践中如果采用线性的控制算法会出现一定的 偏差从而不能满足系统的性能指标。非线性控制算法则不需要精确地知道被控系统的 数学模型，不需要忽略系统非线性高阶响应项。由于非线性控制可以真实的反应系统 的输出效果，所以具有很好的工程实践意义，得到了社会的广泛关注。现如今非线性 控制多指先进智能控制如模糊控制、无源控制、神经网络、自抗扰控制、自适应控制、 滑模变结构控制和鲁棒控制等。
同步控制技术是将电气传动技术、电力电子技术、信号技术、控制工程技术和机 械技术融为一体的综合性非常强的一种技术。同步控制技术的发展与其它有关技术的 发展紧紧关联在一起的。同步控制是指实现多个运行装置运行时步伐一致，广义上讲 是指系统中某一物理量协调一致。通常同步偏差和同步速度要求较高的系统要考虑单 回路之间的互相联系以使他们保持一致，而不只是提高单个回路控制精度的问题[25]。 在多回路系统中通常会存在着强烈耦合和许多不确定性因素，这就需要研究新的提高 同步精度的理论算法和实现这一理论的方法。
搭建圆盘式刀库可靠性试验台的目的主要是能够更及时、迅速的收集自动换 刀系统的数据信息，包括故障时间、故障原因、换刀次数、换刀时间等信息。将 收集来的数据进行可靠性分析，不仅可以得出刀库的MTBF，为评估同类型刀库 MTBF做指导，而且能够通过故障信息找出刀库容易出现故障的部位，针对不同 的故障部位提出相应的改进措施，能够极大的缩短时间，提高该类型刀库的可靠 性水平。并且对其他类型的刀库也具有一定的指导意义。这就要求试验台具备以 下功能：
圆盘式刀库自动换刀系统故障主要包括功能型故障、参数性故障以及状态性 故障。功能性故障主要是自动换刀系统由于内因因素而产生的故障，如机械手卡 刀，导致机械手电机过载而烧坏等。参数性故障主要是指刀库的相关性能参数超 出规定的变化范围，如刀盘转位以及机械手定位不准确等。状态性故障主要是换 刀系统运转过程中由于温度过高、振动剧烈以及噪声过大而造成的故障。简单来 说，圆盘式刀库自动换刀系统故障就是在规定的条件和时间内，自动换刀系统不 能完成规定的功能。
试验台运行数据，包括运行时间、换刀次数以及换刀系统故障。如附录1 表A-1所示。表中包括运行日期、换刀时间以及每把刀的换刀次数，试验人员需 要把这些数据归类总结以及检查这些数据是否有出现偏差的地方，分析人员根据 这些数据计算换刀频率；如附录1表A-2,主要是记录刀库运行中出现的故障现 象、故障部位、故障原因以及故障处理，并且记录下当日的试验员以及维修人员， 以便分析人员能够及时迅速的找到先关人员咨询情况；
现场加工中心的试验对象是精工机床中的YP系列圆盘式刀库，数据采集时 间是从加工中心精工机床调试完成后开始的。选取了从2011年~2013年间的加 工中心精工机床。通过附录1表A-3记录每台精工机床现场加工中出现的有关圆 盘式刀库的故障，并判断该故障是否是关联故障，将每台机床出现的关联故障通 过附录1表A-7进行统计。将统计结果整理，具体见附录2表B-1,从附录2表 B-1中可以看出YP系列圆盘刀库在2011~2013年共出现92次故障。
本章研宄了一种混合编程方法，用户以及企业通过该方法能够直接对现场采 集的故障数据进行建模与分析，并且能够直观的观测由于数据的变化而导致的模 型参数与图形的变化。