国产关键功能部件的可靠性水平与进口产品差距较大是国产数控机床可靠性水平较低的主要原因，因此提高国产数控机床可靠性水平的关键在于降低国产关键功能部件的故障频率，提高其可靠性水平。动力伺服刀架是数控机床实现复合化加工的关键功能部件，对其进行实验室可靠性试验能够暴露其潜在故障，通过故障分析并加以改进能够提高其可靠性水平。但是可靠性试验并不能将动力伺服刀架发生故障时的特征信息变化反应出来，也不能避免此类故障再次发生，因此研发能够在实验室可靠性试验过程中对动力伺服刀架特征信息进行采集和分析的状态监测系统具有重要的实用价值。本文通过对动力伺服刀架进行故障分析，选择电流、振动、松开夹紧信号、温度作为监测参数，并针对各参数进行监测方案设计与实施、监测控制系统设计与编写，最终完成动力伺服刀架状态监测系统的研制，并在此基础上进行了动力伺服刀架状态监测试验。本文的主要研究内容如下：1.动力伺服刀架故障分析：根据故障数据对动力伺服刀架进行故障部位和故障模式分析，以此为依据选择了伺服控制器与伺服电机之间动力线的电流、刀盘三向振动、刀架松开夹紧信号、动力刀座温度作为动力伺服刀架状态监测系统的监测参数。2.动力伺服刀架状态监测方案设计：分别选用霍尔电流变送器、无线加速度传感器节点、动力伺服刀架内部松开夹紧信号传感器、红外测温传感器作为电流、振动、松开夹紧信号、温度的监测敏感元件，并将采集到的信号通过数据采集卡、PLC和无线网关传输到工控机中进行存储和分析处理。3.动力伺服刀架状态监测控制系统设计：在动力伺服刀架可靠性试验台控制系统的基础上编写电流、松开夹紧信号、温度三个监测参数的监测控制程序；使用BeeData计算机采集处理软件实现刀盘三向振动信号的采集和分析处理，以实现各个监测参数的信号采集、信号处理、信号显示、特征值提取和数据管理，以及电流、松开夹紧信号、温度三个监测参数的自动报警。4.动力伺服刀架状态监测试验：使用动力伺服刀架状态监测系统对各监测参数进行状态监测试验，记录各监测参数信息数据并进行分析处理以得到表征各监测参数变化的特征量，并对电流、振动、松开夹紧信号三个监测参数的特征量进行统计分析，得出其变化范围。