數控機床控制及故障診斷系統設計與實現

宮 克

（虔東稀土集團股份有限公司，江西贛州 341000）

1 引言

機電結合技術的創新與提高為數控機床的優化發展提供了空間，隨這數控機床質量和技術的穩定提高，工廠加工生的產質量也明顯提升，但由于數控機床的故障時有發生，在一定程度上阻礙了工廠的生產效率，不利于工廠的經濟發展。因此，機械工作者必須要結合實際，吸取經驗，不斷完善工廠數控機床的控制及故障診斷系統。

2 數控機床控制及診斷系統的現狀

數字控制技術的水平高低決定了一個國家生產技術的質量和效率和水平。數控機床作為高自動化的現代生產設備，其高生產力的特性使其在制造業始終占有著特殊地位，并且多年來數控機床的不斷更新一直廣受人們所關注。但是在數控機床的實際運用途中，仍舊會出現很多問題，其內部驅動部件、支撐部件、傳動設備等，都會在其工作運轉時發生大大小小的故障。數控機床的內部驅動部件出現故障多半是指異步型交流伺服電動機由于軸承、定子和轉子的各個部位因為脫落、磨損等問題是機床出現超速震動等問題。支撐部件即軸承時常因為非線性彈簧性震動而產生嚴重的磨損，是機床的使用壽命受到威脅。同時，數控機床傳動設備的各個部件在工作時使導軌表面變形，導致導軌表面的摩擦助力變大影響潤滑，整體受力不均，影響機床使用壽命。對數控機床的控制及診斷系統進行設計優化，在本質上對數控機床的原有功能也進行優化增強，針對數控機床的故障診斷系統進行內部零件及技術上的創新，征集其工業精度，不斷創新技術，提高生產效率，能夠正價其現有功能，使數控機床更好的利用在我國制造業，為我國工業生產做出巨大貢獻。

3 關于數控機床控制及故障診斷系統的設計

數控機床的故障出現會使工廠在實際生產中的效率減慢，從而影響產品質量，直接導致企業信譽下降，并影響企業形象。因此要盡可能降低數控機床在工作中的故障發生，對數控機床故障檢測系統展開設計與研究，保證數控機床的工作效率與生產產品質量。

3.1 對數控機床故障診斷系統進行設計研究

我國是工業大國，數控機床在我國機械制造業中占有著重要地位，實際應用范圍極廣。因此在研發數控機床故障診斷系統的過程中，必須要利用精密的計算儀器和先進的機器設備，并結合人工智能，加強機床信息傳導，采用信號分析與頻域分析相結合，準確分析故障信息，以此提高數控機床對故障的測量能力。（如圖1）

3.2 對數控機床控制系統進行的設計研究

在數控機床控制系統的設計問題上，首先要搭建出合理的硬件控制系統，有效連接機器內的各個硬件儀器，從而減少后期在實際操作中的問題產生。同時為了確保信息傳遞的真實可靠，就必須利用高精度、高分辨率的數據采集卡。其次，由于信息網絡的不斷發展，數控機床也逐漸向信息網絡化靠攏，因此數控機床想要在控制系統進行優化設計，構建網絡化結構是有效手段之一。通過網絡結構可以實時對數控機床的內部進行監控，并且及時解決數控機床在實際工作中的問題。

圖1

4 數控機床的控制及故障診斷系統實施的方法

在數控機床的實際運行工作中我們可以通過對外表進行初步探查，查看機床是否有漏電、漏光及異味的情況發生，并根據探查結果早出故障發生的原因。如果數控機床出現兩個相同的功能單元，可以通過將其互換的方式進行對比，進而得出問題出現在哪個位置。數控機床的內部多半是由焊接組合起來的，在其故障發生時也可以通過對機床機身進行敲擊，進而半段機床的內部鏈接情況

5 結束語

機電一體的數控機床正被我國工業、制造業廣泛應用，其故障診斷系統的設計與實現對我國工業生產的質量和效率提高具有現實意義，提供時數控機床故障診斷系統能夠使人們及時發現數控機床的故障問題，并及時加以解決和干預，最大限度上降低因為數控機床的故障問題而產生的經濟損失，保護企業完好的信譽形象，保證經濟收益。隨著我國科技及經濟的不斷發展，人們對制造業的要求增高，隨之而來數控機床的技術發展也受到了重視，因此，借助現代科技手段，對數控機床進行控制及故障診斷系統的設計，符合市場對不斷發展進步的機械制造業的要求。