机床自适应故障温度特征的提取及预警

赵树忠，陈夫鹏

(华北理工大学 机械工程学院，河北 唐山 063210)

0 引言

对机床的某些特定位置进行温度监测是实现机床运行状态监测和故障预警的重要手段之一[1]。机床系统中的许多内在故障可以引起相关设备的温度监测值在一段时间内持续上升，例如机床主轴由于安装时轴心未能对齐，或者润滑油黏度过大会导致主轴过热的现象[2]，因此机床内部温度值是机床状态监测及预警的重要指标[3]。目前对于机床温度预警最常用的方法是设定阀值，但是对于一些持续时间较长且短时间内变化趋势较小的渐变性故障信息，若简单设定阀值，故障信息的发现时间则会大大增加，因此对于此类故障信息不仅需要监测温度值，还需提取出反映温度变化趋势的特征值。同时，对于如主轴温度波动平缓的数据进行采集时，采用固定的采集频率会导致有效信息利用率降低，造成大量无效信息冗余，导致存储空间的浪费和网络带宽压力的增加[4]，不利于信息传输效率的提高。因此根据数据波动情况自适应改变采集频率可以有效地提高资源的利用效率。本文以机床的主轴温度为例，设计了一种可随主轴温度波动情况自适应改变采集频率，同时提取出故障特征值进行预警的状态监测系统。

1 故障温度特征的自适应提取方法

1.1 故障温度的特征值提取

以CHM400机床工作一段时间后发生渐变性故障的一个主轴温度测点数据为例，其温度变化情况如图1所示。……