[發明專利]一種數控機床的智能故障診斷方法

無效

• 申請號: 201210045490.8
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102566505A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 萬毅
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G05B19/406
• 分類號: G05B19/406
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 吳繼道

技術領域

本發明屬于故障診斷領域，具體涉及一種數控機床的智能故障診斷方法。

背景技術

目前，數控機床在現代制造業中的應用日趨普及，但是數控機床在使用中經常出現故障，使連續生產系統無法正常工作。若設備出現故障而未能及時發現和排除，結果不僅導致機床本身損壞，甚至可能造成機毀人亡的嚴重后果。因此，在實際生產中用較短的時間和較低的維修成本，對數控機床所發生的故障及時做出準確判斷，查明故障部位，找出故障原因和排除方法，能大大減少維修的盲目性，它對提高生產經濟性和安全性具有重要的意義。

數控機床是機電一體化緊密結合的典范，是一個龐大的系統，涉及機、電、液、氣、電子、光等各項技術，其結構復雜，部件多樣。目前故障診斷基本上還是采用如下幾種傳統的方法：?

（1）直觀檢查法。直觀檢查法是不借助任何儀器儀表就能診斷出故障的一種簡便有效方法。問：問現場人員故障產生的過程、故障現象及后果，詢問故障是漸發性的還是突發性的等內容；看：看機床各部分是否處于正常工作狀態，電控裝置有無報警信息，熔絲是否熔斷，元器件煙熏燒焦，電容器膨脹、開裂，電子元件有無斷腳、虛焊等；看工件的表面粗糙度、顏色、傷痕等；聽：聽異常響聲和機床運轉聲；聞：聞電氣元件焦糊味及其它異味等；摸：在整機斷電條件下用手感來判別機床的故障，如溫升、振動、傷痕、波紋、爬行、松緊等。

（2）綜合診斷法。儀器檢查法：利用萬用表等檢測儀器儀表，對故障疑點進行電流、電壓等測量，將測量值與正常值進行比較，從中找尋故障所在位置；接口狀態檢查法：現代數控系統多將PLC內置其中，而CNC與PLC之間以接口信號相互通訊。有些故障與接口信號錯誤或丟失相關，有的接口信號可在相應的接口板和?輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可通過簡單操作在CRT上顯示，或用PLC編程器觀察接口信號狀態來診斷故障；參數檢查法：數控系統、PLC、伺服驅動系統都設置了許多可修改的參數，以適應不同機床、不同工作狀態的要求，這些參數是保證機床正常運行的前提條件。一旦因電池電量不足或受到外界干擾，可能導致部分參數丟失或變化，使機床無法正常工作。通過核對、調整參數，有時可以迅速排除故障。

（3）部件替換法。隨著現代技術的發展，電路的集成度越來越高，按常規方法很難查找故障，現代診斷數控機床故障方法中，越來越多的采用部件替換法。部件替換法就是在故障范圍大致確認，外部條件完全正確的情況下，利用同樣的印制電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點部分，把故障范圍縮小到印刷電路板或芯片一級的方法。替換部件可以是系統的備件，也可用機床上相同部件。

（4）交叉換位法。當發現了故障板或疑是故障板，又沒備件時，可將系統中兩個相同或相兼容的板互換，從中判斷出故障板或故障部位。注意硬件接線的正確交換和相應的參數交換。

（5）原理分析法。從系統的工作原理上分析各點的電平和參數，用萬用表等儀器儀表對其進行測量和比較，進而對故障進行系統檢查的一種方法。

（6）敲擊法。當系統故障表現為時而正常時而不正常時，基本可以斷定為元器件接觸不良或焊點虛焊，用敲擊法敲擊到虛焊或接觸不良部位時，故障就會重現。

（7）信號跟蹤法。按照控制系統框圖從前往后或從后往前逐一跟蹤有關信號的有無、大小及不同運行方式下的狀態，與正常情況進行比較。

針對傳統方法故障診斷成本高，速度慢的缺點，目前有很多專家開展了一系列故障診斷方法和技術的研究。典型的研究成果有：

（1）FTA分析法：它是對復雜系統進行安全性、可靠性分析的一種好方法，用它來預測和診斷故障，在數控機床的運行和維修中能收到良好的效果。

（2）CBR推理法：CBR?技術已經發展成為一套解決實際問題的方法論。CBR?故障診斷的基本思想是當尋找診斷方案時，?在過去類似診斷方案成功案例基礎之上進行推理，?通過類比和修改來完成當前故障診斷任務。CBR?技術的特點使其在數控機床故障診斷領域有著獨特的優勢。?

（3）進化Monte?Carlo優化法：是一種基于總體的蒙特卡洛方法，?它將遺傳算法中的變異和交叉運算引入到模擬回火的框架，是一種具有“學習”能力的馬爾可夫蒙特卡洛方法。

但是，以上幾種故障診斷方法仍然不能從根本上解決數控機床故障診斷的快速性和準確性。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種具有快速性和準確性的數控機床智能故障診斷方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種數控機床的智能故障診斷方法，包括如下步驟：