1） 項目背景
該項目為TechSolve公司智能機床平臺計劃（SMPI）方案的一個部分，由TechSolve與IMS中心合作，工作主體內容為IMS中心向TechSolve提供技術支持和咨詢服務。此外，IMS中心的兩位研究人員與TechSolve工程師協(xié)作開發(fā)加工中心的設備健康和維護系統(tǒng)。
2） 項目周期
2006年7月至2009年6月（3年）
3） 項目目標
• 開發(fā)可拓展的設備健康維護與預測系統(tǒng)平臺，并向機床和刀具制造商及機床用戶展示平臺自我評估和自我預測的能力。
• 通過將IMS中心的設備健康預診斷技術與TechSolve相整合，建立一套演示系統(tǒng)以展示“智能機床預防性維護平臺”的概念和成果。
• 通過與TechSolve合作，協(xié)助機床制造商和用戶開發(fā)已驗證的算法和技術，從而加快IMS中心技術的商業(yè)化并加深IMS中心的影響。
4） 技術總結
項目第一步為在系統(tǒng)整體層面上進行與機床健康維護相關的文獻檢索和研究調查。研究調查的結果被用來明確設備預診斷的具體任務：刀具平衡性監(jiān)測，軸承健康監(jiān)測，冷卻系統(tǒng)健康監(jiān)測，軸/滾珠絲桿的健康監(jiān)測以及導軌狀態(tài)監(jiān)控。此調查的主要結果是明確了機床健康智能監(jiān)視和維護系統(tǒng)的主要目標（如下圖所示）。
注：已在專利申請中
以刀具平衡性為例，在精準加工過程中，其重要性是十分明顯的。雖然刀具平衡性本身不會隨主軸轉速變化而改變，但是高速切削條件下切削力的增加會導致主軸振動的增加。項目中提取了振動信號中的特征值，并使用基于數(shù)據(jù)驅動的方法生成一個可以估計刀具平衡性的參數(shù)CV。 此參數(shù)被自動傳送至第三方軟件Freedom eLogTM。刀具平衡性監(jiān)測方法的實施流程如下圖所示：
對于軸承而言，其健康狀態(tài)評估是通過對機床軸承人為地加入故障并進行數(shù)據(jù)分析而得到的。自組織圖（SOM）被用來對故障軸承數(shù)據(jù)進行處理和分類。
5） 項目成果
• 完成了系統(tǒng)層面相關領域的文獻學習和調查研究，從而確定當前機床健康監(jiān)測趨勢，并明確相關的健康和維護活動。
• 開發(fā)了在線監(jiān)控系統(tǒng)用以檢測刀具平衡性。它包括一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和一個健康狀態(tài)評估平臺。通過基于數(shù)據(jù)驅動的方法此系統(tǒng)可以檢測刀具轉配系統(tǒng)的平衡性（旋鈕，刀柄及刀具）。此外Watchdog Agent® 算法工具箱能夠將整體健康參數(shù)CV發(fā)送至Freedom eLogTM。
• 開發(fā)了一個軸承健康診斷實驗臺演示原型。通過使用自組織映射網(wǎng)絡（SOM），系統(tǒng)可以診斷多種軸承失效模式。
