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數(shù)控機床故障診斷方法范文第1篇

關(guān)鍵詞： 數(shù)控機床；故障診斷；故障維修

動化的機床；是信息技術(shù)與機械制造技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，代表了現(xiàn)代基礎(chǔ)機械的技術(shù)水平與發(fā)展趨勢；是制造業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要手段，它的廣泛普及對于產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率，乃至對社會生產(chǎn)力的提高都起著巨大的推動作用[1]。一旦數(shù)控機床發(fā)生故障、停機必將給企業(yè)和社會帶來巨大的損失。為了將損失降到最低，要求數(shù)控機床維修人員在故障發(fā)生后要沉著冷靜，對故障現(xiàn)場進行全面分析，判斷故障發(fā)生部位，采取相應(yīng)方法及時排除故障。現(xiàn)將故障診斷及維修的通用流程總結(jié)如下。

1 數(shù)控機床故障診斷、維修應(yīng)遵循的原則

1.1 先方案后操作

故障發(fā)生后，維修人員應(yīng)先向機床操作者了解故障發(fā)生的整個過程，查閱機床的技術(shù)說明和相關(guān)技術(shù)圖樣，考慮好故障的解決方案后再動手維修。

1.2 先檢查后通電

確定好解決方案后，不要忙于通電，要先對機床進行觀察、測試和分析，以確定故障的性質(zhì)是惡性的破壞性故障還是非惡性破壞性故障。如果確認(rèn)是惡性的破壞性故障，必須先將危險排除；如果是確認(rèn)是非惡性破壞性故障，方可給機床通電，然后對運轉(zhuǎn)的機床做進一步的動態(tài)觀察、檢驗和測試，以查找故障的發(fā)生部位。

1.3 先軟件后硬件

數(shù)控系統(tǒng)的軟件工作不正常同樣可以導(dǎo)致數(shù)控機床發(fā)生故障。比如，軟件參數(shù)丟失，軟件的使用方式、操作方法不正確等。因此，機床通電后，應(yīng)先確認(rèn)軟件是否正常工作，以免產(chǎn)生更大的故障。

1.4 先外部后內(nèi)部

數(shù)控機床發(fā)生故障后，維修人員應(yīng)先檢查機械部件是否發(fā)生故障，如行程開關(guān)，按鈕開關(guān)工作是否正常。確認(rèn)機械部件沒有問題后，再檢查液壓器件是否發(fā)生異常，如液壓元器件的連接是否松動。最后，檢查電氣接觸部件是否松動，如印制電路板插頭座、電控柜的插座等，往往這些部位由于機械振動、油污、粉塵、溫濕度的變化造成信號接觸不良，導(dǎo)致信號傳遞失真，造成數(shù)控機床發(fā)生故障[2]。

1.5 先機械后電氣

數(shù)控機床是由機、液、電組成、高度自動化、復(fù)雜的先進機械加工設(shè)備。對數(shù)控機床的診斷應(yīng)該按一定的順序進行，根據(jù)經(jīng)驗表明，大部分故障均是由機械系統(tǒng)動作失靈造成的，如行程開關(guān)不能正常工作，此外，機械故障容易察覺，電氣故障較難診斷。因此，在維修時應(yīng)先逐一檢查機械性的故障，往往能夠達到事半功倍的功效。

1.6 先公用后專用

公用性的故障影響面大，是主要矛盾，專用性故障只影響局部，是次要矛盾。例如：數(shù)控機床的所有坐標(biāo)軸都不能做進給運動、電網(wǎng)或主電源發(fā)生故障，這些都是公用性的問題，只有公共故障得以排除，專用性的故障才可能得到解決。

1.7 先簡單后復(fù)雜

數(shù)控機床可能同時發(fā)生多種故障，故障的復(fù)雜程度不盡相同，小故障比較容易維修，難度大的故障維修起來比較困難，維修人員應(yīng)先維修小的容易解決的故障，在維修的過程中可能受到啟發(fā)，對復(fù)雜故障有了清晰認(rèn)識，或者復(fù)雜的故障變成了小故障，利于復(fù)雜故障的解決。

1.8 先一般后特殊

導(dǎo)致數(shù)控機床發(fā)生某一故障的原因可能多種多樣，在維修時要優(yōu)先考慮導(dǎo)致故障的常見可能因素，最后在分析特殊不常見的因素。

2 故障診斷維修的一般流程

2.1 充分調(diào)查故障現(xiàn)場

如同醫(yī)生看病一樣，數(shù)控機床的故障診斷首先也要問診。向數(shù)控機床操作者充分了解以下幾個內(nèi)容：

1）機床在什么情況下出現(xiàn)的故障。

2）故障產(chǎn)生時有什么外觀現(xiàn)象。

3）故障產(chǎn)生后操作者采取了哪些措施。

2.2 建立故障樹

首先分析數(shù)控機床的故障，再將導(dǎo)致故障產(chǎn)生的諸多因素，如主機、人為、CNC、環(huán)境、元器件因素等，用適當(dāng)?shù)姆柋硎?，用邏輯符號將它們與故障連接起來。然后，逐級展開故障發(fā)生的原因，把故障產(chǎn)生的原因分析出來，構(gòu)成一顆故障樹。當(dāng)機床故障產(chǎn)生后，通過主干、支干逐級分析法來尋找故障產(chǎn)生的原因。

2.3 排列可能引起故障的諸多因素

故障樹建立起來后，為找出產(chǎn)生故障的原因提供了一個可尋范圍，在這個前提下就可排列出產(chǎn)生故障的諸多因素。數(shù)控機床產(chǎn)生同一故障現(xiàn)象的原因可能是多種多樣的：有CNC系統(tǒng)的原因、有機械的原因、機床電氣系統(tǒng)的原因等。因此，在分析故障時要把有關(guān)的因素都羅列出來，然后采用排查法找出造成故障的真正原因。

2.4 確定故障產(chǎn)生的原因

利用機床的技術(shù)檔案，現(xiàn)場經(jīng)驗和判斷能力，機、電、液綜合知識以及必要的測試手段和儀器、儀表，確定最有可能的因素，然后通過實驗，逐一排查，最終找出產(chǎn)生故障的真正原因。

3 故障診斷維修的常用方法

3.1 直觀法

直觀法是指維修人員依靠人得感覺器官，按照故障現(xiàn)場產(chǎn)生的光、聲、味等異?，F(xiàn)象，仔細(xì)檢查系統(tǒng)的所有部位，看看能否找到損傷和燒毀痕跡，將故障縮小到最小范圍。

3.2 自診斷功能法

數(shù)控機床一般都具有自診斷系統(tǒng)，它是故障診斷最常用、最有效的方法之一[3]。數(shù)控機床發(fā)生故障后，機床顯示器上會顯示報警信息、數(shù)控系統(tǒng)與各模塊之間的接口狀態(tài)，根據(jù)這些信息有利于找出故障的大致位置。

3.3 參數(shù)檢查法

在數(shù)控系統(tǒng)中有許多參數(shù)地址，其中存入的參數(shù)值是機床出廠時通過調(diào)整確定的，它們直接影響著數(shù)控機床的性能。通常這些參數(shù)不允許修改。如果參數(shù)設(shè)置不正確或因干擾使得參數(shù)丟失，機床就不能正常運行。因此參數(shù)檢查是一項重要的診斷。

3.4 PLC檢查法

1）利用PLC的狀態(tài)信息診斷故障。

數(shù)控機床故障診斷方法范文第2篇

    一、 數(shù)控機床故障診斷原則

    1. 先外部后內(nèi)部

    數(shù)控機床是機械、液壓、電氣一體化的機床,所以故障的發(fā)生必然要從這三者之間綜合反映出來。所以要求維修人員掌握先外部后內(nèi)部的原則,即當(dāng)數(shù)控機床發(fā)生故障后,維修人員應(yīng)采用望、聞、聽、問等方法,由外向里逐一進行檢查。

    例1:一數(shù)控車床剛投入使用的時候,在系統(tǒng)斷電后重新啟動時,必須要返回到參考點。即當(dāng)用手動方式將各軸移到非干涉區(qū)外后,再使各軸返回參考點。否則,可能發(fā)生撞車事故。所以,每天加工完后,最好把機床的軸移到安全位置。此時再操作或斷電后就不會出現(xiàn)問題。

    外部硬件操作引起的故障是數(shù)控修理中的常見故障。一般都是由于檢測開關(guān)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、電氣執(zhí)行元件、機械裝置出現(xiàn)問題引起的。這類故障有些可以通過報警信息查找故障原因。對一般的數(shù)控系統(tǒng)來講都有故障診斷功能或信息報警。維修人員可利用這些信息手段縮小診斷范圍。而有些故障雖有報警信息顯示,但并不能反映故障的真實原因。這時需根據(jù)報警信息和故障現(xiàn)象來分析解決。

    例如:臺立式加工中心采用FANUC-OM控制系統(tǒng)。機床在自動方式下執(zhí)行到X軸快速移動時就出現(xiàn)414#和410#報警。此報警是速度控制OFF和X軸伺服驅(qū)動異常。由于此故障出現(xiàn)后能通過重新啟動消除,但每執(zhí)行到X軸快速移動時就報警。經(jīng)查該伺服電機電源線插頭因電弧爬行而引起相間短路,經(jīng)修整后此故障排除。

    2. 先機械后電氣

    由于數(shù)控機床是一種自動化程度高,技術(shù)復(fù)雜的先進機械加工設(shè)備。機械故障較易發(fā)現(xiàn),而系統(tǒng)故障診斷難度要大一些。

    3. 先靜后動

    維修人員要做到先靜后動,不可盲目動手,應(yīng)先詢問操作人員故障發(fā)生的過程及狀態(tài),查看說明書、資料后方可動手查找故障原因,繼而排除故障,

    4. 先公用后專用

    公用性問題會影響到全局,而專用性問題只影響局部。

    5. 先簡單后復(fù)雜當(dāng)出現(xiàn)多種故障相互交織掩蓋、一時無從下手時,應(yīng)先解決容易的問題,后解決較大的問題。常常在解決簡單的故障的過程中,難度大的問題也可能變的容易,理清思路,將難度較大的變得容易一些。

    6. 先一般后特殊

    在排除某一故障時,要先考慮最常見的可能原因,然后再分析很少發(fā)生的特殊原因。

    二、 數(shù)控系統(tǒng)自診斷技術(shù)及故障排除方法

    所謂系統(tǒng)診斷技術(shù),就是利用數(shù)控裝置中的計算機及相關(guān)運行診斷軟件進行各種測試。

    1. 自診斷技術(shù)

    1) 開機自診斷:數(shù)控系統(tǒng)通電后,設(shè)備內(nèi)部診斷軟件會自動對系統(tǒng)中各種元件如CPU、RAM及各應(yīng)用軟件進行逐一檢測并將檢測結(jié)果顯示出來,如檢測發(fā)現(xiàn)問題,系統(tǒng)會顯示報警信息或發(fā)出報警信號。開機自診斷通常會在開機一分鐘之內(nèi)完成。

    有時開機診斷會將故障原因定位到電路板或模塊上,但也經(jīng)常僅將故障原因定位在某一范圍內(nèi),這時維修人員需查找相關(guān)維修手冊根據(jù)提示找到真正故障原因并加以排除。

    2) 運行自診斷:運行自診斷也稱在線自診斷,是指數(shù)控系統(tǒng)正常工作時,運行內(nèi)部診斷程序,對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其它外部裝置進行自動測試、檢查,并顯示有關(guān)信息,這種診斷一般會在系統(tǒng)工作時反復(fù)進行。

    3) 脫機診斷:當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,首先停機,然后使用隨機的專用診斷紙帶對系統(tǒng)進行脫機診斷。診斷時先要將紙帶上的程序讀入RAM系統(tǒng)中,計算機運行程序進行診斷,從而判定故障部位,這種診斷在早期的數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用較多。

    2. 人工診斷技術(shù)

    數(shù)控系統(tǒng)的故障種類很多,而自診斷往往不能對系統(tǒng)的所有部件進行測試,也不能將故障原因定位到具體確定的元器件上,這時要迅速查明原因就需要采用人工診斷方法。人工診斷方法有很多種,最常用的有:功能程序測試法、參數(shù)檢查法、備件置換法、直觀法、原理分析法等,現(xiàn)簡介如下: 1) 功能程序測試法:這種方法將數(shù)控系統(tǒng)中的G、M、S、T、功能的全部指令編成一個測試程序,穿成紙帶或存儲到軟盤上在進行診斷時運行這個程序,可快速判定哪個功能出現(xiàn)問題,這種方法一般在機床出現(xiàn)隨機性故障時使用,也可用于設(shè)備閑置時間較長重新投入使用時測試用。

    2) 參數(shù)檢查法:一般系統(tǒng)的參數(shù)是存放在RAM中的,一旦出現(xiàn)干擾或其它原因會造成參數(shù)丟失或混亂,從而使系統(tǒng)不能正常工作,這時應(yīng)根據(jù)故障特征,檢查和核對有關(guān)參數(shù),在排除某些故障時,有時還需對某些參數(shù)進行調(diào)整。

    3) 備件置換法:是將系統(tǒng)中型號完全相同的電路板、模塊、集成電路或其它零部件進行互相交換比較,或利用備用的元器件替換有疑點的部件,從而快速有效地確定故障部位。

    4) 直觀法:直觀法是利用維修中常用的“先外后內(nèi)”的原則,利用觀察零部件的工作狀態(tài)、聽聲音、摸發(fā)熱等方法,進行逐個檢查,如利用視覺可觀察內(nèi)部器件或外部連接的形狀上的變化;利用聽覺可查尋器件發(fā)出的異常聲音;利用嗅覺或觸覺可查尋過載、高溫等現(xiàn)象;等等。

    5) 原理分析法:當(dāng)采用其它檢查方法難以奏效時,可以從電路基本原理出發(fā),一步一步用萬用表、邏輯表、示波器等工具對測點進行檢查對照,最終查明故障原因。

    3. 高級診斷技術(shù)1) 在高級診斷中,常用的方法主要有以下幾種方法:

    2) 自修復(fù)診斷:自修復(fù)診斷一般是指在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置不參與運行的備用模塊。自修復(fù)程序在控制系統(tǒng)每次開機運行,當(dāng)發(fā)現(xiàn)某模塊有問題時,系統(tǒng)會把故障信息顯示在屏幕上,同時自動查尋備用模塊,故障模塊的工作即被備用模塊取代,維修人員可根據(jù)提示更換下一故障模塊。自修復(fù)診斷方法需要較多的備用模塊,這會使系統(tǒng)體積增大,價格提高。

    3) 診斷指導(dǎo)專家系統(tǒng):近年來,隨著圖像識別、聲音識別、自動翻譯和智能工業(yè)機器人等技術(shù)的發(fā)展,這些技術(shù)越來越多地被應(yīng)用到數(shù)控機床上。診斷專家系統(tǒng)以專家知識、經(jīng)驗為基礎(chǔ),自動模仿專家利用知識解決復(fù)雜問題的思維活動,這就使普通工作人員同樣能對故障做出具有專家級水平的診斷結(jié)論。

數(shù)控機床故障診斷方法范文第3篇

數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，通常由機床基礎(chǔ)部件、傳送部件、定位裝置和具有輔助功能的系統(tǒng)、裝置，以及一些具有特殊功能的裝置組成。數(shù)控機床是一種較為高級的自動化機械，具體操作中基本不需要人為控制。作為一臺合格的數(shù)控機床，應(yīng)滿足一定的要求——具有一定的剛度，在生產(chǎn)過程中應(yīng)具備良好的抗震性；在生產(chǎn)中產(chǎn)生一定的熱量時，應(yīng)具有一定的熱穩(wěn)定性。數(shù)控機床作為一種精密儀器，在工作過程中必然有一定的精度要求，且在操作方面需要具有一定的安全防護功能。數(shù)控機床是機電一體化的機械設(shè)備，因此，其故障可分為機械故障和電氣故障。根據(jù)筆者的經(jīng)驗，絕大多數(shù)數(shù)控機床的故障是因機械部分的零件失效，進而導(dǎo)致精度下降引起的。因此，在排除故障的過程中，應(yīng)先排除機械方面的故障，再排除電氣方面的故障。

2數(shù)控機床機械故障的診斷方法

數(shù)控機床機械故障的診斷過程大體可分為3步：①識別數(shù)控機床的運行狀態(tài)，檢查是否存在異常。②檢測數(shù)控機床的運行過程，在動態(tài)過程中觀察運行情況。③判斷故障的發(fā)展趨勢，從而預(yù)測未來一段時間內(nèi)數(shù)控機床的運行狀態(tài)。有經(jīng)驗的操作人員可通過機床機械部分的某些特征或參數(shù)判斷故障，這些特征或參數(shù)包括振動、聲音和溫度等。如果特征和信息正常，處于合理范圍，則證明數(shù)控機床運行正常；如果特征和信息不正常，處于不合理范圍，則證明機械存在一定的故障。

2.1簡易故障診斷法

2.1.1用眼睛觀察

該方法利用人的視覺觀察機床機械部分的運行情況，比如查看機床機械的部件是否松動、零件是否損傷、油是否充足、是否存在漏油現(xiàn)象等；觀察機床機械外部的顏色，從而判斷機床機械的溫度；觀察機械油箱中油料的黏稠度、顏色，從而判斷油箱內(nèi)部積淀物的量；根據(jù)金屬廢棄物的量判斷相關(guān)機件的磨損情況；觀察機械內(nèi)部的關(guān)鍵軸承部位是否完好。

2.1.2用耳朵聽

該方法利用人的聽覺判斷數(shù)控機床運行情況。由于數(shù)控機床屬于精密機械，在運行過程中會發(fā)出有規(guī)律的聲音，其節(jié)奏具有一定的穩(wěn)定性。而存在故障的機床發(fā)出的聲音紊亂，比如出現(xiàn)重音、雜音等。如果出現(xiàn)無規(guī)則、渙散的聲音，則機床內(nèi)部的零件可能已松動；如果出現(xiàn)碰撞的聲音，則機床內(nèi)部可能正在遭受撞擊。一些有經(jīng)驗的維修人員會敲擊數(shù)控機床的零件，從而判斷機床零件是否存損傷。

2.1.3用手去觸碰

使用皮膚觸碰的方式可判斷機床的運行溫度。在人的皮膚觸碰機床時，可先用手指或手指指節(jié)處對機床表面進行試探性觸碰，如果溫度較低，再使用手掌碰觸機床表面，從而確定具體的溫度。此外，使用皮膚觸碰的方式還可以感受機床的振動程度，從而判斷故障位置。

2.1.4用鼻子嗅

利用人的嗅覺可判斷機床高溫部位的故障位置。機床上溫度較高的部位往往是因機械劇烈的摩擦而造成的，當(dāng)可燃物高溫氧化時，會發(fā)出一定的氣味，維修人員可根據(jù)氣味找到故障位置。由于不同材料燃燒發(fā)出的氣味不同，因此，采用該方法還可以快速找到故障原因。

2.2故障檢測中的油樣分析法

在數(shù)控機床的運行中，通常會使用油和液壓油。根據(jù)油樣分析結(jié)果可獲得大量的數(shù)控機床運行信息。機床的運行離不開機械間的互相摩擦，而油在摩擦中發(fā)揮了重要的作用。油在機床內(nèi)部的流動過程中，常產(chǎn)生一定的碎屑，工作人員通過對油樣的檢驗和分析，可間接地判斷一些機械內(nèi)部磨損的程度，從而找出磨損部位。

2.3機械故障的無損探傷法

數(shù)控機床故障診斷方法范文第4篇

關(guān)鍵詞：故障診斷技術(shù)；數(shù)控機床；主軸診斷

中圖分類號：TG659 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 18-0000-02

一、前言

數(shù)控機床故障是現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)中的一大障礙，一旦出現(xiàn)故障，不僅會導(dǎo)致機床本身的損壞，還會影響整條生產(chǎn)線的連續(xù)生產(chǎn)，嚴(yán)重時將使整個正常工作停滯。所以，各企業(yè)越來越重視數(shù)控機床的診斷及其技術(shù)的發(fā)展。數(shù)控機床與傳統(tǒng)機床故障不同，診斷方式方法也不同，主要是因為數(shù)控機床具有更強的復(fù)雜性，排除數(shù)控機床故障需要采用更先進的診斷技術(shù)和更全面的檢測技術(shù)，才能有針對性、更準(zhǔn)確的診斷，故障排除才能夠確保數(shù)控機床的正常運行。如果及時發(fā)現(xiàn)故障先兆并及時判斷故障原因同時成功排除故障是本文要探討的重點。隨著電子測量技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)以及信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控機床故障診斷技術(shù)的發(fā)展具有了技術(shù)基礎(chǔ)并且在此背景下取得了良好的發(fā)展。在本文中，重點分析了幾種科技含量較高的典型技術(shù)在數(shù)控機床故障診斷技術(shù)的運用及其重要作用。

二、故障診斷技術(shù)概述

在數(shù)控機床故障診斷中，機械故障診斷技術(shù)應(yīng)用日益廣泛。機械故障診斷技術(shù)主要是指在軸承、旋轉(zhuǎn)機械、往復(fù)機械、齒輪等設(shè)備和零部件的故障診斷中應(yīng)用得非常普遍。尤其是振動診斷方法已經(jīng)比較成熟，給企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益。數(shù)控機床內(nèi)部結(jié)構(gòu)的某些故障，系統(tǒng)一般不呈現(xiàn)報警信息，故障的診斷比較困難。

三、診斷數(shù)控機床故障的流程及步驟

嚴(yán)格意義上來說，診斷數(shù)控機床故障的流程及步驟應(yīng)該包含發(fā)現(xiàn)故障、記錄故障、檢測故障和確定故障四個步驟（如下圖1）。

圖1 診斷數(shù)控機床故障的流程及步驟圖

還應(yīng)該指出的是，故障有可能是內(nèi)在的，也有可能是外在的，檢測診斷時應(yīng)從簡單到困難，認(rèn)真做好每次故障發(fā)生的記錄，狀態(tài)，排查故障的步驟以及方法，積累一定的經(jīng)驗，保證在以后的排查過程中不在出現(xiàn)類似的情況。

四、數(shù)控車床主軸故障診斷案例――以CK7815為例

（一）信號采集

1.檢測原理

圖2：檢測原理流程框架圖

2.測點選擇及測量參數(shù)確定

在CK7815數(shù)控車床主軸、軸承處布置1號、2號兩個傳感器，以便于采集信號。數(shù)控機床信號采集，主要是確定信號采集部位及傳感器的選型與安裝。其中信號采集部位主要是考慮主軸、軸承位對振動信號較敏感，因此在前、后軸承位置安裝傳感器。傳感器類型主要有速度、位移、加速度這三種類型。

在振動參數(shù)中，加速度參數(shù)對高頻振動（>1000Hz）比較敏感，所以選擇加速度傳感器一般選用VM9503振動數(shù)據(jù)采集儀。

（二）信號分析方法

1.時域分析

時域描述是以時間為獨立變量直接觀測到或記錄的信號。信號時域描述，能反映信號幅值隨時間變化的關(guān)系。

2.小波分析

傳統(tǒng)的傅立葉變換，只能對信號在整個時間段上進行分析，是一種全局的變換。因此，在分析實際的時變信號時，具有很大的局限性。小波變換在時域和頻域同時具有良好的局部化特性，是對非平穩(wěn)信號進行時頻分析的理想分析工具。小波變換之所以可以檢測信號的奇異點，正在于它的“小”，因為用小的波去近似奇異信號，要比正弦波要好得多。

3.頻域分析

頻率分析是指把振動信號按其頻率、范圍和結(jié)構(gòu)進行分類分析，以頻率為獨立變量來表示信號，其揭示了各頻率成分幅值所占的比重。

（三）數(shù)據(jù)處理

針對所檢測信號，觀察數(shù)據(jù)采集器所示的dB值。該值越大，說明振動能量越大，故障嚴(yán)重，反之故障輕微或不存在。近兩年使用振動診斷技術(shù)，對數(shù)控機床主軸系統(tǒng)的機械故障進行了診斷，獲得預(yù)期效果。

五、故障診斷技術(shù)在數(shù)控機床主軸診斷中的發(fā)展

（一）數(shù)控機床故障遠(yuǎn)程診斷技術(shù)

通信技術(shù)以及計算機的發(fā)展使當(dāng)前的大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)都能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)控機床的連接，這就為遠(yuǎn)程監(jiān)控數(shù)控機床以及遠(yuǎn)程診斷數(shù)控機床故障創(chuàng)造了條件。通過這種診斷技術(shù)的利用可以較快的對數(shù)控機床所產(chǎn)生的故障做出定位并找出排除數(shù)控機床故障的方法，所以這種技術(shù)在很大程度上降低了由于故障診斷而進行的停機時間以及設(shè)備診斷與維修的費用。

在數(shù)控機床遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)一端的多個數(shù)控機床通過局域網(wǎng)連接設(shè)備診斷服務(wù)器，設(shè)備診斷服務(wù)器通過Internet連接遠(yuǎn)程診斷中心，在數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控機床通過以太網(wǎng)口等網(wǎng)絡(luò)接口與局域網(wǎng)先練，設(shè)備診斷服務(wù)器一般設(shè)置在車間，設(shè)備診斷服務(wù)器可以對數(shù)控機床進行遠(yuǎn)程的監(jiān)控與簡單診斷。當(dāng)設(shè)備服務(wù)器無法得出診斷結(jié)果時，可以通過對遠(yuǎn)程診斷中心的利用來開展診斷工作。遠(yuǎn)程診斷中心、設(shè)備診斷服務(wù)器以及數(shù)控機床利用通信線路實現(xiàn)信息的交互。

（二）專家故障診斷技術(shù)

專家故障診斷技術(shù)是一種Knowledge―Based（基于知識）的人工智能診斷系統(tǒng)。在進行故障診斷的過程中，診斷者只需要輸入已知數(shù)據(jù)就可以獲得專家結(jié)論并為故障診斷和故障定位提供依據(jù)。知識庫的構(gòu)建需要數(shù)控機床領(lǐng)域?qū)＜遗c知識工程師的合作，通過整理專家經(jīng)驗和知識并存放至知識庫中來為故障診斷提供基本依據(jù)。其實質(zhì)是在數(shù)控機床領(lǐng)域中通過運用大量的專家知識以及推理方法進行實際問題求解的人工智能計算機程序。一般情況下，專家故障診斷技術(shù)需要有知識庫、數(shù)據(jù)庫、知識獲取程序、推理機和解釋程序構(gòu)成，其構(gòu)成核心為推理機與知識庫，其中推理機的職責(zé)在于通過對知識庫中知識的運用來進行實際問題的解決，而知識庫主要是進行專業(yè)知識的存儲。

（三）ANN（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）數(shù)控機床故障診斷技術(shù)

ANN具有聯(lián)想、容錯、推測、記憶以及對復(fù)雜多模式進行處理等強大功能，所以在數(shù)控機床診斷技術(shù)領(lǐng)域具有較大的發(fā)展和應(yīng)用潛力。ANN是以對人腦思維的研究為基礎(chǔ)，通過對大腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)特征的模仿并使用數(shù)學(xué)方法來進行抽象和簡化而建立的非線性動力學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。當(dāng)前經(jīng)常被用到的算法包括BAM（雙向聯(lián)想記憶）模型、BP（誤差反向傳播）算法以及FCM（模糊認(rèn)識映射）等。ANN在數(shù)控機床故障診斷中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個方面：一是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識處理功能形成專家故障診斷系統(tǒng)，從而實現(xiàn)傳記故障診斷系統(tǒng)與ANN的結(jié)合并充分的發(fā)揮出各自的優(yōu)勢以推動數(shù)控機床故障診斷技術(shù)的發(fā)展。二是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測功能當(dāng)作最動態(tài)預(yù)測模型開展故障診斷；三是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式識別功能當(dāng)做分類器來開展故障診斷。

（四）虛擬現(xiàn)實（VR）數(shù)控機床故障診斷技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立于顯示技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、綜合計算機圖形技術(shù)、傳感技術(shù)等多種技術(shù)的基礎(chǔ)之上。通過對局域互聯(lián)網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)、調(diào)制解調(diào)器等現(xiàn)代通信技術(shù)的利用可以研制出虛擬故障診斷的環(huán)境并實現(xiàn)數(shù)控機床設(shè)備故障的遠(yuǎn)程診斷。在虛擬的故障診斷環(huán)境內(nèi)，通過計算機網(wǎng)絡(luò)以及調(diào)制解調(diào)器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，從而使處于不同地點的專家能夠處在同樣的環(huán)境中確保故障分析、診斷與定位的科學(xué)性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以利用計算機一級計算機軟件和外部設(shè)備來對一種境界進行仿真，從而為用戶提供能夠反映出對象互相作用和變化的三位圖形，并且能夠?qū)⑦@個三位圖形通過輔助傳感器呈獻給數(shù)控機床的故障診斷者，從而使數(shù)控機床的故障診斷者能夠直接的探索和參與反映對象在特定環(huán)境中的變化和作用，具有很強的真實感。在數(shù)控機床故障診斷中，許多設(shè)備故障是無法在試驗臺模擬的，而通過虛擬技術(shù)的使用則對這一不足和缺陷進行了彌補。

參考文獻：

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數(shù)控機床故障診斷方法范文第5篇

[關(guān)鍵詞]：應(yīng)用型本科 數(shù)控機床 故障診斷 教學(xué)改革如何把學(xué)生培養(yǎng)成應(yīng)用型人才是應(yīng)用型高校討論的熱點。文中以數(shù)控機床故障診斷與維修這門課程為例，闡述了如何更好的培養(yǎng)數(shù)控機床故障診斷與維修的人才。

一、教學(xué)中存在的問題

當(dāng)前很多高校用的《數(shù)控機床故障診斷與維修》教材理論知識比較多，同時內(nèi)容在難度和深度上相對也比較大。知識點很寬泛，學(xué)生學(xué)起來比較抽象，加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。導(dǎo)致學(xué)生對數(shù)控機床故障診斷與維修這門課的興趣大大減少，最終學(xué)生掌握的東西很少。另外，《數(shù)控機床故障診斷與維修》教材中所講的數(shù)控系統(tǒng)都比較陳舊，和工廠里面用的數(shù)控系統(tǒng)相比顯得很落后，工作時在工廠很少會遇到這樣的系統(tǒng)。還有很多高校供學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控機床故障診斷與維修的設(shè)備不夠充足，造成學(xué)生實踐環(huán)節(jié)相對比較薄弱，學(xué)生的實踐能力有待提高。再者師資隊伍普遍存在著不盡合理的問題。年輕老師實踐的能力相對不夠強，老教師知識相對比較落后，所以老師在知識方面也要不斷的提高和完善。

二、課程教學(xué)改革與實踐

數(shù)控機床故障診斷與維修這門課要想解決教學(xué)中存在的問題就必須進行課程教學(xué)改革，改革需從以下幾個方面進行。首先，應(yīng)該從教學(xué)大綱入手，教學(xué)大綱必須緊跟時代步伐，教學(xué)大綱應(yīng)符合畢業(yè)生將來就業(yè)的崗位需要，因“需”進行施教，使教學(xué)大綱更貼近企業(yè)的需求。其次，教學(xué)內(nèi)容也有必要進行調(diào)整，安排教學(xué)內(nèi)容時最好把復(fù)雜的內(nèi)容簡單化，以前教學(xué)內(nèi)容都是以文字為主，學(xué)生學(xué)以來比較抽象，改革后既有圖形又有文字，使學(xué)生更容易理解，從而增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。老師在教學(xué)手段上也應(yīng)該改變，從傳統(tǒng)的板書教學(xué)到多媒體教學(xué)輔助教學(xué)和現(xiàn)場教學(xué)，這樣通過教學(xué)手段和教學(xué)方法的改變也可以使教學(xué)內(nèi)容從抽象到具體，使學(xué)生更容易接受。另外，學(xué)校應(yīng)該安排實踐教學(xué)，讓學(xué)生去實習(xí)實訓(xùn)，通過兩周到三周的實習(xí)實訓(xùn)，讓學(xué)生對數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和工作原理有更清楚的認(rèn)識，從而更好的進行數(shù)控機床故障診斷與排除。最后，好的教學(xué)也離不開好的老師，要想教好數(shù)控機床故障診斷與維修這門課，那么就要求老師不僅要具有高學(xué)歷，還要具有很高的實踐能力，如果老師不具備雙師素質(zhì)，將很難培養(yǎng)出實踐能力強的學(xué)生來。

三、學(xué)生到工廠實習(xí)加強鍛煉

雖然課本可以做到圖文并茂，但是有些知識點僅僅有圖形和文字是不能夠表達完整的，我們更需要的是理論和實踐的結(jié)合，在實實在在的機床面前進行現(xiàn)場教學(xué)更能突出實踐教學(xué)的特點，也能真正做到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的，所以我們學(xué)校為了提高學(xué)生的實踐動手能力，在我們本校建立了一個實習(xí)工廠，為學(xué)生能夠?qū)W好數(shù)控機床故障診斷與維修這門課奠定了基礎(chǔ)。我校凡是開有數(shù)控機床故障診斷與維修這門課的班級，班里所有學(xué)生都要參加為期兩周到三周的實習(xí)，實習(xí)的學(xué)生可以在實習(xí)期間學(xué)到課本上無法學(xué)到的實踐知識，他們在工廠里可以進行數(shù)控車床和數(shù)控銑床的編程與操作，老師在講機床機構(gòu)等內(nèi)容時也可以做到現(xiàn)場教學(xué)，學(xué)生們可以現(xiàn)場動手操作機床，從而讓學(xué)生能夠更輕松更愉快的學(xué)到比較抽象的內(nèi)容。

四、實驗室實訓(xùn)臺的搭建

我們學(xué)校為了加強學(xué)生的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，建立了與數(shù)控機床故障診斷與維修相關(guān)的實驗室，實驗室里放有數(shù)控機床故障檢測和維修時經(jīng)常使用的工具和儀器，包括萬用表、示波器、數(shù)字轉(zhuǎn)速表、相序表、長度測量工具、PLC編程器、IC測試儀、邏輯測試筆、測振儀、紅外測溫儀、激光干涉儀等。實驗室還有數(shù)控機床故障診斷與維修的常用維修器具，比如電烙鐵、吸錫器、旋具類、鉗類、扳手類、剪刀、卷尺、吹塵器、刷子、劑、清潔觸點用噴劑等。實驗室還有做實驗的實訓(xùn)臺，包括THWLDH-1型數(shù)控車床電氣控制與維修實訓(xùn)臺，THWMDF-1型數(shù)控銑床電氣控制與維修實訓(xùn)臺，老師可以利用實驗室里的這些實訓(xùn)臺和工具儀器給學(xué)生講一些維修實例，如數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維修實例、步進驅(qū)動系統(tǒng)的故障診斷與維修實例、主軸驅(qū)動系統(tǒng)常見故障與維修實例、數(shù)控機床換刀故障診斷與維修實例、PLC故障實例與維修、數(shù)控機床回參考點的故障診斷與維修實例等。學(xué)生通過這些實例的學(xué)習(xí)，更加加深了對知識的學(xué)習(xí)和理解。另外，實驗室里還有4套我們學(xué)院自主研發(fā)和自行裝配的數(shù)控機床故障診斷與維修綜合實訓(xùn)系統(tǒng)，包括一臺數(shù)控車床綜合實訓(xùn)系統(tǒng)，兩臺數(shù)控銑床綜合實訓(xùn)系統(tǒng)，一臺加工中心綜合實訓(xùn)系統(tǒng)。

五、學(xué)生到企業(yè)進行鍛煉

為了進一步加強學(xué)生的應(yīng)用能力，我校與多家擁有大量數(shù)控機床的企業(yè)進行長期友好的合作，學(xué)生可以到企業(yè)進行為期兩三個月的企業(yè)鍛煉，學(xué)生在企業(yè)中可以真正進入工作狀態(tài)，在企業(yè)生產(chǎn)中，難以避免數(shù)控機床會出現(xiàn)這樣那樣的問題，當(dāng)數(shù)控機床出現(xiàn)故障時，我校實習(xí)的學(xué)生就可以利用以前在學(xué)校學(xué)習(xí)的理論知識和實踐知識進行現(xiàn)場維修。維修時，學(xué)生可以根據(jù)數(shù)控機床出現(xiàn)的故障現(xiàn)象來認(rèn)真分析故障產(chǎn)生的原因，然后進行故障診斷，最后對機床進行故障排除，最終達到機床恢復(fù)正常的目的。

六、結(jié)論

通過教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容的改革，再加上學(xué)生實習(xí)工廠的加強鍛煉，實驗室實訓(xùn)臺的操作，企業(yè)的現(xiàn)場鍛煉，使學(xué)生無論在理論上還是在實踐上都得到了學(xué)習(xí)和鍛煉，讓學(xué)生能夠真正掌握數(shù)控機床故障診斷與維修這門課。改革后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生工作后能夠很快進入工作狀態(tài)，減少了單位培訓(xùn)的時間。

參考文獻：