數(shù)控機(jī)床故障原因分析與處理

李寧,林鵬

摘要 數(shù)控機(jī)床屬于覆蓋了電、機(jī)、儀一體化一種高科技產(chǎn)品，他不但結(jié)合了自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密測量、伺服驅(qū)動和精密機(jī)械等領(lǐng)域最新的技術(shù)，而且還屬于一門工業(yè)控制技術(shù)?？梢哉f現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)中已經(jīng)完全離不開數(shù)控機(jī)床，誠然數(shù)控機(jī)床的大量使用，給所有的生產(chǎn)領(lǐng)域帶來了前所未有的高效空間，但是由于數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的一些故障，也給生產(chǎn)和生活代理了一些不便，文章結(jié)合數(shù)控機(jī)床常見故障做一探討和說明。

關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床；Web；故障分析

中圖分類號TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0035-01

1 數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)

1.1診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)主要由特征識別模塊、協(xié)同數(shù)控機(jī)床模塊、數(shù)控機(jī)床故障診斷以及信號提取模塊和預(yù)報(bào)模塊所組成。特征識別模塊屬于數(shù)控機(jī)床的有效特征中最關(guān)鍵的一個(gè)部分，例如數(shù)控機(jī)床的軸承、主軸、刀具等；協(xié)同數(shù)控機(jī)床模塊主要是通過網(wǎng)絡(luò)將其與企業(yè)內(nèi)部機(jī)床的所有系統(tǒng)連接起來，利用局域網(wǎng)對數(shù)控機(jī)床的所有故障進(jìn)行預(yù)報(bào)和診斷，之后經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)傳輸將發(fā)生的這些故障信息一個(gè)個(gè)傳送出去，企業(yè)之間通過網(wǎng)絡(luò)體系很好地把所有的機(jī)床都連到了一起。同時(shí)，還能通過互聯(lián)網(wǎng)對一些數(shù)控機(jī)床之外的信息資源進(jìn)行共享和共建；信號提取模塊主要功能就是對整個(gè)系統(tǒng)所有的傳感器進(jìn)行對數(shù)控機(jī)床的在線監(jiān)控與故障信息的收集，通過具體的信號分析對所收集到的信息進(jìn)行分析和加工處理；故障診斷模塊主要就是利用傳感器所接受到的數(shù)據(jù)信息和所提取到的診斷信息對運(yùn)行機(jī)床所有部件進(jìn)行分析和診斷，實(shí)時(shí)對整個(gè)機(jī)床進(jìn)行監(jiān)控，并通過技術(shù)手段將信息進(jìn)行回饋。整個(gè)機(jī)床的診斷系統(tǒng)都是通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)所有軟件資源的共享問題，通過上述模塊的相互運(yùn)行完成了對機(jī)床故障的預(yù)報(bào)和診斷。他最大的優(yōu)點(diǎn)就是能讓所有的數(shù)控機(jī)床操控人員可以隨時(shí)進(jìn)行對所有信息瀏覽和了解，信息的暢通為數(shù)控機(jī)床故障的排除和診斷提供了前提，通過便捷快速的網(wǎng)絡(luò)共享，可以在短時(shí)間內(nèi)讓企業(yè)不同車間不同機(jī)床能夠了解和掌握機(jī)床所出現(xiàn)的故障原因和狀態(tài)。

1.2 預(yù)報(bào)系統(tǒng)的基本功能

在實(shí)際工作中我們經(jīng)常會利用預(yù)報(bào)系統(tǒng)（專家系統(tǒng)知識庫），進(jìn)行對一些數(shù)控機(jī)床方面的加工信息的瀏覽和查詢，工作人員結(jié)合自己工作查詢一些已出現(xiàn)以及經(jīng)常出現(xiàn)的機(jī)床故障的成因和處理方法，技術(shù)人員還能利用遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式進(jìn)行對所需資料的查詢和分析。在數(shù)控機(jī)床的加工狀態(tài)具體數(shù)據(jù)信息的提取當(dāng)中，預(yù)報(bào)系統(tǒng)還能為數(shù)控預(yù)報(bào)和故障診斷提供海量、可靠、專業(yè)的數(shù)據(jù)信息。在遠(yuǎn)程監(jiān)控中，我們經(jīng)常都是首先提取機(jī)床加工狀態(tài)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)，然后再根據(jù)具體的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)分析和處理，把預(yù)報(bào)系統(tǒng)所監(jiān)測到的不同指標(biāo)的狀態(tài)利用數(shù)表或圖形表示出來。利用對所收集到的數(shù)據(jù)信息，技術(shù)人員就可以準(zhǔn)確地對機(jī)床加工狀態(tài)進(jìn)行分析，通過對信息的分析和研究，技術(shù)人員就能對數(shù)控機(jī)床加工狀態(tài)做出準(zhǔn)確的判斷，經(jīng)過分析他們就可以直接找到機(jī)床發(fā)生的故障位置、故障程度、故障原因、故障處理方式等，然后就可以利用遠(yuǎn)程指導(dǎo)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修。數(shù)控機(jī)床預(yù)報(bào)和故障診斷的還有一些輔助功能，最常見的就是系統(tǒng)參數(shù)，比如故障閾值的設(shè)置、報(bào)警數(shù)據(jù)提取、查詢功能設(shè)置以及不同報(bào)表的輸出功能等，這些輔助功能夠?yàn)橥瓿蓴?shù)控機(jī)床的安裝和維修進(jìn)行全程的監(jiān)控。

1.3 預(yù)報(bào)系統(tǒng)的診斷過程

遠(yuǎn)程預(yù)報(bào)系統(tǒng)和故障診斷的程序一般都是對數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)場加工狀態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行提取，然后依據(jù)數(shù)控機(jī)床的整個(gè)加工過程特點(diǎn)，利用傳感器在線所獲得的溫度變化信息、振動信號、電壓變化信息、電流變化信息進(jìn)行診斷和預(yù)報(bào)。系統(tǒng)還可以借助計(jì)算機(jī)對所收集到的信息進(jìn)行處理和分析，用圖表和數(shù)表的方式表達(dá)和顯示所有的數(shù)據(jù)信息，通過上述信息就可以準(zhǔn)確地判斷出數(shù)控機(jī)床是不是在正常的運(yùn)行，一旦遇到異?；蛘吖收?，就能第一時(shí)間進(jìn)行預(yù)報(bào)，系統(tǒng)能夠在作出預(yù)報(bào)的同時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。數(shù)控機(jī)床工作人員接到預(yù)報(bào)信號的時(shí)候，只需通過Web的瀏覽器，輸入預(yù)報(bào)中心和故障診斷的URL地址，直接進(jìn)入到數(shù)控機(jī)床預(yù)報(bào)和故障診斷的服務(wù)器，依據(jù)網(wǎng)站提供的Web頁面，數(shù)控機(jī)床工作人員然后輸入需要診斷的具體監(jiān)測的相關(guān)數(shù)據(jù)，選擇切實(shí)的診斷方法，提交后發(fā)送到Web服務(wù)器 Web服務(wù)器接著執(zhí)行某-ASP程序，對請求經(jīng)過處理，開啟預(yù)報(bào)與故障診斷服務(wù)器上的預(yù)報(bào)與故障診斷組件，對數(shù)控機(jī)床的具體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行處理和分析，最后再將分析結(jié)論以網(wǎng)頁的方式反饋給相關(guān)的技術(shù)人員，他們就能夠通過瀏覽器得到數(shù)控機(jī)床的故障診斷結(jié)果。

2 基于Web的遠(yuǎn)程故障診斷和預(yù)報(bào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

這兩年遠(yuǎn)程預(yù)報(bào)與故障診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般利用瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Sercer，B/S）與客戶端服務(wù)器（Client/Servele，C/S）2種手段。利用基于Web的B/S結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床預(yù)報(bào)與故障診斷的設(shè)計(jì)， B/S結(jié)構(gòu)屬于一種基于“瘦”客戶機(jī)的，主要包含3層結(jié)構(gòu)，分別是數(shù)據(jù)庫層、中間層和客戶層，通常包括客戶端瀏覽器、Web服務(wù)器以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器3個(gè)部分，全部系統(tǒng)由3層組成，其中第l層屬于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器層，可以為技術(shù)人員提供數(shù)據(jù)信息服務(wù)。該層利用ADO，NET和SQL Server與中間服務(wù)器進(jìn)行連接。主要的功能有數(shù)控機(jī)床參數(shù)閾值的存儲、設(shè)置；數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)提取和修改；故障診斷知識庫的存儲和修改。第2層是中間層，通常被稱為應(yīng)用邏輯層，主要用于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)測與數(shù)控機(jī)床故障診斷與預(yù)報(bào)瀏覽器端之間的數(shù)據(jù)信息分析和交互。

3 結(jié)論

數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修是一項(xiàng)很復(fù)雜、技術(shù)含量很高的工作，因而對維修人員技術(shù)水平要求也十分高，不但要在電氣系統(tǒng)上下功夫．還要具備機(jī)械、液壓、計(jì)算機(jī)等方面的知識。要熟悉整個(gè)機(jī)床的結(jié)構(gòu)和工作原理，吃透控制系統(tǒng)的PMC梯形圖、系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。出現(xiàn)問題后，應(yīng)首先判斷是機(jī)械問題還是電氣問題，是強(qiáng)電問題還是系統(tǒng)問題，是系統(tǒng)參數(shù)問題還是PMC梯形圖問題，要善于利用系統(tǒng)自身的報(bào)警信息和診斷畫面。需要不斷總結(jié)數(shù)控機(jī)床的維修經(jīng)驗(yàn)．逐步提高對故障的判斷能力及排除故障的處理能力。

參考文獻(xiàn)

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