[發明專利]一種基于糊H網結點點火和反向推理方法的數控機床轉塔刀架故障診斷系統

在審

• 申請號: 201710397203.2
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN108958166A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 潘煉;高嵩
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G05B19/4065
• 分類號: G05B19/4065
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種糊H網結點點火和反向推理方法的數控機床轉塔刀架故障診斷系統，屬于故障診斷技術領域，包括：ARM處理器(101)、變換電路(102)、速度傳感器(103)、壓力傳感器(104)、位置傳感器(105)、電源(106)、鍵盤(107)、LED顯示器(108)、語音報警器(109)和數控機床轉塔刀架(110)組成，其特征在于，基于ARM嵌入式系統，采用模糊H網的結點點火和反向推理算法對數控機床轉塔刀架進行故障診斷。根據本發明所提供的數控機床轉塔刀架故障診斷系統，達到了快速、簡便、智能和準確的檢測和診斷數控機床轉塔刀架故障的效果。該系統可廣泛地應用于故障診斷領域，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及故障診斷技術，并且更具體地涉及一種基于糊H網結點點火和反向推理方法的數控機床轉塔刀架故障診斷系統。

背景技術

數控機床作為制造業的工作母機，是制造業中使用面積最廣、用量最高的基礎設備。據相關數據表明，我國國內數控機床保有量2016年已達到2000萬臺左右，而隨著我國工業制造業正進入一個重要的轉型期，其保有量還將進一步擴大。數控機床是通過過程控制加工的設備，這就要求它在實時控制的每一時刻都準確無誤地工作，任何部分的故障與失效，都會使機床停機而影響生產，不僅更換元器件需要昂貴的費用，而且停機影響生產帶來的經濟損失更為嚴重。

數控機床由于采用了數控系統作為機床的控制核心，可以實現自動化操作，降低了機床操作人員的勞動強度，同時也可以加工形狀非常復雜和精度非常高的機械零件。而數控系統采用的是先進的計算機技術、微電子技術、伺服控制技術及自動控制技術，使數控機床實現了機、電、液一體化，技術先進、構成復雜，具有很強的功能，但也使數控機床的故障率比普通機床的故障率要高得多，維修難度也加大很多。當出現故障時，盡管數控系統具備各種診斷功能，機床制造廠也為機床關鍵部件設計了診斷功能，但要快速準確地診斷并排除故障，還是有一定的難度。這需要維修人員具備高超的技術水平及綜合的分析能力。特別是當出現故障時，系統診斷功能不能發揮作用，要診斷故障往往更為復雜。

根據數控機床現場故障數據，對數控機床故障模式影響和致命性分析，可以得知數控機床的多發部位主要是轉塔刀架。而且轉塔刀架發生故障后的致命度最高，是影響數控機床的可靠性的關鍵部件。確保數控機床轉塔刀架的正常運行，也就是確保數控機床的正常運行。當數控機床轉塔刀架發生故障，需要快速、準確、智能的定位故障位置和診斷出故障原因，以最短的時間排除故障。因此，鑒于目前國內在數控機床轉塔刀架故障診斷系統上存在的局限性和欠成熟，為確保數控機床能更正常的運行，故本發明提出一種基于ARM嵌入式系統的新型數控機床轉塔刀架故障診斷系統，以便能快速、簡便、智能、準確的檢測和診斷數控機床轉塔刀架故障，有效減少了維修人員查找故障原因的時間，方便了他們快速確定維修策略，確保數控機床的正常運行。

發明內容

本發明涉及一種基于糊H網結點點火和反向推理方法的數控機床轉塔刀架故障診斷系統，結合信號處理技術和傳感器技術，采用模糊H網方法提高對數控機床轉塔刀架故障實時建模和快速分析的能力，并以Linux為操作系統平臺，基于ARM 9處理器，將嵌入式系統引入到傳統的故障診斷領域，以改進故障診斷系統的實用性和智能性，完成在線故障診斷。本系統具有故障診斷快速準確，自動化程度高，智能化等特點，適用于數控機床轉塔刀架故障自動快速診斷。

選取數控機床轉塔刀架作為研究對象，根據其結構和特點，運用故障樹分析法，以刀架故障為故障樹頂事件，分析引起此頂事件發生的直接原因事件如刀架電機不反轉、鎖緊力不夠、刀架內部銹蝕和刀架過位，作為故障樹的第一層故障原因，然后針對各第一層原因事件繼續進行故障溯源，逐次分析，直至找到導致各故障事件發生的所有原因事件，然后依據結果事件與基本事件符號分別對各原因事件進行表示，最后將所有事件通過邏輯門符號依次連接，最終完成刀架故障樹的建立。以此故障樹為依據，建立了數控機床轉塔刀架故障的模糊 H網故障診斷模型，并運用模糊H網的結點點火和反向推理算法編寫程序并寫入嵌入式系統中。