登封市環(huán)境保護(hù)局 任瑞紅

國投新登鄭州煤業(yè)有限公司 韓曉麗

數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷研究

登封市環(huán)境保護(hù)局 任瑞紅

國投新登鄭州煤業(yè)有限公司 韓曉麗

數(shù)控機床在實際運行過程中，各級零部件往往會受到外部作用力、熱能作用力、摩擦作用力和機械性作業(yè)磨損等因素的影響，使原本設(shè)置較為緊密的零部件傳動副的間距不斷擴(kuò)大，運動件聯(lián)結(jié)頻頻松動。各個機械零部件在機械加工和作業(yè)中相互振動或猛烈撞擊，致使整個數(shù)控機床的加工效率與作業(yè)精度受到影響，嚴(yán)重時整個數(shù)控機床將無法繼續(xù)生產(chǎn)、加工，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。筆者認(rèn)為，加強對數(shù)控機床故障的診斷作業(yè)，可以有效維護(hù)數(shù)控機床的整體使用功效。

一、數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成

數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理模塊、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊以及狀態(tài)檢測與遠(yuǎn)程診斷軟件構(gòu)成。該系統(tǒng)可以完成對數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障的診斷及服務(wù)處理工作。

二、數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)的功能

1.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理模塊。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理模塊在整個數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)中，肩負(fù)著對各種系統(tǒng)所獲取的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與轉(zhuǎn)化的任務(wù)。它能夠?qū)/D數(shù)據(jù)采集卡所采集到的數(shù)控機床運行的數(shù)據(jù)，按照一定的格式進(jìn)行打包，方便后期的數(shù)據(jù)傳輸作業(yè)。同時，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理模塊還能為整個數(shù)控機械故障診斷系統(tǒng)提供相應(yīng)的故障診斷結(jié)構(gòu)。根據(jù)其診斷結(jié)果，可以采取相應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)接口函數(shù)對數(shù)控機床的運動的控制，合理調(diào)整數(shù)控機械系統(tǒng)的參數(shù)。

2.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸塊設(shè)置在數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)的上層軟件中，是為了能夠?qū)τ删W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理模塊所發(fā)出的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行及時接收與傳輸，并將所接受到的各種打包數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的解包處理，統(tǒng)一地存放到軟件系統(tǒng)所指定的采集數(shù)據(jù)緩沖器中。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊還能夠完成對存放在緩沖區(qū)域中未接收的各種參數(shù)、信息的診斷，及時、全面地進(jìn)行掃描、分類和回傳報告。

3.網(wǎng)絡(luò)診斷服務(wù)程序。遠(yuǎn)程診斷服務(wù)系統(tǒng)為機床故障的分析和診斷提供了一個方便有效的工具。該系統(tǒng)可以計算被診斷齒輪箱和電動機組的各種特征頻率，其中包括電動機和機械兩部分。當(dāng)進(jìn)行電動機特征頻率計算時，需輸入交流電動機的轉(zhuǎn)子槽數(shù)、定子槽數(shù)、電動機型號及電源頻率等參數(shù)；當(dāng)進(jìn)行機械部分特征頻率計算時需輸入軸的轉(zhuǎn)速、軸承外徑、軸承內(nèi)徑、齒輪齒數(shù)、電源頻率及軸號等參數(shù)。

4.狀態(tài)監(jiān)測與遠(yuǎn)程機械診斷軟件系統(tǒng)。為了確保數(shù)控機床機械故障診斷系統(tǒng)對數(shù)控機床的實時性能真實、有效地檢測和診斷作業(yè)，研究人員需要在整個故障診斷軟件系統(tǒng)中配備一種經(jīng)過詳細(xì)處理和篩選的數(shù)控機床典型故障頻譜圖。頻譜圖以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理模塊和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊所提供數(shù)據(jù)為依據(jù)，對數(shù)控機床實時性能進(jìn)行故障診斷。在診斷時，計算機會自動對各種故障信號進(jìn)行頻譜與FFT分析，之后在系統(tǒng)預(yù)存故障診斷的知識庫里對這些故障進(jìn)行檢索對比，最終判定出數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障的診斷結(jié)構(gòu)。

三、數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)的優(yōu)勢

數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)的優(yōu)勢如下。

1.降低了企業(yè)損失。

（1）數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)，可以幫助作業(yè)人員及時發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床存在的故障點與安全隱患，使數(shù)控機床養(yǎng)護(hù)、維修作業(yè)具有預(yù)知性。

（2）縮短數(shù)控機床因大規(guī)模檢修、更換作業(yè)造成的機床停機的時間。

（3）數(shù)控機床的實際運行過程中，對可能發(fā)生的各種突發(fā)性故障進(jìn)行有效控制，進(jìn)一步提升整個數(shù)控機床的機械加工效率。

總之，當(dāng)數(shù)控機床作業(yè)人員在發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床因各種運行故障而無法進(jìn)行停機操作時，能夠在數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)的指導(dǎo)下，對機床的故障性加工作業(yè)進(jìn)行有效控制，從而降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失和人身傷害。

2.提高了人員的專業(yè)知識。數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)有特殊的編程程序，能夠使終端用戶在進(jìn)行系統(tǒng)操作過程中，建立起對數(shù)控機床設(shè)備使用技術(shù)的基本能力。數(shù)控機床設(shè)備軟件系統(tǒng)最核心的構(gòu)成部分，可以提升整個數(shù)控機床加工作業(yè)使用效率的目的。如，一線操作員工作為數(shù)控機床實際運行作業(yè)與遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)連接線時，可以在系統(tǒng)操作過程中學(xué)習(xí)到較為全面的數(shù)控機床制造、操作的專業(yè)知識。

3.增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（1）數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)，能夠?qū)θ斯るy以發(fā)現(xiàn)的各種數(shù)控機床系統(tǒng)內(nèi)部的故障進(jìn)行精確地判斷和分析，幫助作業(yè)人員進(jìn)行合理地維護(hù)和養(yǎng)護(hù)。

（2）能夠輔助專業(yè)人員根據(jù)遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)所提供的故障發(fā)生的頻率、影響程度等，合理地對數(shù)控機床的使用壽命進(jìn)行預(yù)測，使機床能夠在保質(zhì)、保產(chǎn)的情況下超預(yù)期運行。

總之，數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)，不僅為機床制造廠商帶來了經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)省了人工的開支，還為機床各項性能指標(biāo)的跟蹤、監(jiān)測工作帶來了便捷。

四、結(jié)論

當(dāng)前數(shù)控機床在故障維修作業(yè)中存在的問題，從本質(zhì)上看是由于故障原因查找、判斷不精確所造成的。應(yīng)用數(shù)控機床遠(yuǎn)程機械故障診斷系統(tǒng)，可以快速發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床的機械故障，保證數(shù)控機床的高效運行，進(jìn)而促使整個數(shù)控機床設(shè)備在制造、加工行業(yè)中又好又快地向前發(fā)展。