当今世界，随着许多先进制造设备（如数控机床、加工中心、柔性制造系统(FMS)等）的广泛使用，制造业正朝着智能化方向发展。同时，由于全球制造业市场竞争激烈，制造商们迫切希望所使用的加工设备能够具有高可靠性、高效率和低成本。而设备状态监测和预警是实现制造业智能化、设备高可靠性和降低生产成本的最基本要求。本文以某公司的大型轮槽铣床为研究对象，以解决该大型轮槽铣床在加工过程中出现的故障、提高轮槽铣床的可靠性与其所加工转子的质量、降低加工成本、提高生产效率为主要目的，进行了以下主要内容的研究：首先，通过对某公司大型轮槽铣床的机械机构、电气特性及其出现的转子分度不同步、主轴立柱侧滑、铣刀“打刀”三故障进行分析，结合现阶段设备状态监测技术的研究现状，给出了各个故障问题的在线监测和预警的解决方案。其次，研究了故障解决方案中所涉及到的信号的滤波技术、信号的时域分析、信号的频域分析、信号的小波包分析、多传感器的状态识别技术和数据压缩技术等。然后，分析了故障解决方案中对硬件的需求，选择了合适的传感器、数据采集卡、处理器等，搭建了各故障解决方案的硬件系统，并对转子分度不同步和主轴立柱侧滑故障的硬件系统进行了现场的安装和调试。最后，研究了该轮槽铣床原有的西门子840D数控系统的原理和编程方法，开发了转子分度不同步在线监测与预警系统的软件部分。基于LabVIEW和MATLAB的编程技术，开发了大型轮槽铣床铣刀磨损的在线监测与预警的软件系统。本文对主轴立柱侧滑和转子分度不同步的在线监测和预警子系统在企业中进行了应用，对铣刀严重磨损致“打刀”的在线监测与预警子系统也利用企业的真实数据进行了应用验证。所以本文的研究具有实际应用的价值。