数控机床主轴箱的故障会引起机床加工精度和传动效率的下降,降低产品质量,主轴箱故障严重时甚至造成机床停机,造成巨大的经济损失,为了提高生产效率和产品质量,实现数控机床主轴箱由事后维修、定期维修到视情维修的根本转变,保障数控机床的高效运行,本论文设计和开发了一套数控机床主轴箱状态监测系统。本论文结合“高档数控机床与重大基础制造装备”国家科技重大专项子课题：“数控机床故障预警技术及基于功能部件的可重构监测诊断系统项目”（编号：2009ZX04014-101）,以重型数控机床主轴箱为研究对象,开展数控机床主轴箱故障特征提取技术及监测系统的研究。论文的主要研究内容和相关章节安排如下：　　 第一章论述了数控机床状态监测和故障诊断的重要意义；介绍了振动分析法的优势及主轴箱振动分析法的一般步骤；综述了数控机床状态监测和故障诊断系统的国内外研究现状；总结了数控机床及其状态监测和故障诊断系统的发展趋势；提出了国内数控机床状态监测和故障诊断系统研究存在的问题；最后结合生产实际需求,给出了本文的主要研究内容与总体框架。　　 第二章分析了数控机床主轴箱典型故障振动机理。在分析数控机床主轴箱主要故障部件（齿轮、轴和滚动轴承）典型故障的振动机理及其故障特征表现的基础上,建立了齿轮、轴和滚动轴承故障特征表。　　 第三章研究了应用于数控机床主轴箱故障振动信号分析的特征提取技术。首先介绍了时域统计分析法,其次在EMD方法基本原理的基础上,给出了基于EMD方法的流程,进行了仿真研究。　　 第四章设计了一套数控机床主轴箱状态监测系统的总体方案。在分析系统功能需求的基础上,设计了系统的构架和详细技术路线；通过分析系统数据的输入、输出和变换的数据流图,通过定义系统复杂数据的数据字典,构建了系统的逻辑模型。　　 第五章根据数控机床主轴箱状态监测系统的详细技术路线,完成了振动传感器的选型和布局,设计和开发了数控机床主轴箱状态监测系统的数据采集模块、数据通讯模块、监测模块以及数据管理分析模块,最后测试验证了系统数据采集、数据通讯以及特征提取等功能的可靠性和有效性.　　 第六章对本文的工作进行了总结,并对今后的工作提出了一些建议和设想。