張友剛

[摘要]眾所周知，數(shù)控機(jī)床是一種集技術(shù)和知識(shí)為一體的高新自動(dòng)化先進(jìn)設(shè)備，因此發(fā)生數(shù)控機(jī)床故障的原因有很多種。筆者鉆研了常見(jiàn)的數(shù)控機(jī)床故障，并把這些故障分了類(lèi)，同時(shí)針對(duì)具體的故障分別對(duì)其進(jìn)行診斷方法的探究，以期通過(guò)實(shí)例講解優(yōu)化解決數(shù)控機(jī)床故障的過(guò)程，大幅度提升診斷和修復(fù)數(shù)控機(jī)床故障的效率。

[關(guān)鍵詞]數(shù)控機(jī)床 常見(jiàn)故障類(lèi)型 診斷研究

作為典型的機(jī)電一體化設(shè)備，合理地診斷數(shù)控機(jī)床發(fā)生的故障一直都是困擾維修人員，為難操作人員的主要問(wèn)題之一，因?yàn)槟壳暗臄?shù)控機(jī)床維修人員和操作人員的技術(shù)以及專(zhuān)業(yè)水平良莠不齊，同時(shí)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的原因又種類(lèi)繁多，所以在數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的時(shí)候，要對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障進(jìn)行診斷需要耗損許多的物力和人力，最煩惱的是，偶爾耗損了人力物力之后，數(shù)控機(jī)床仍然不能達(dá)到良好的維修效果。筆者立足于建立數(shù)控機(jī)床故障相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)控機(jī)床常產(chǎn)生的具體故障進(jìn)行了詳細(xì)的分類(lèi)，同時(shí)研究了診斷數(shù)控機(jī)床的故障的方法，且通過(guò)舉例的方法，詳細(xì)分析了診斷數(shù)控機(jī)床故障的具體過(guò)程。

一、數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障類(lèi)型

根據(jù)使用數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的頻率，可以把數(shù)控機(jī)床故障分類(lèi)為磨損故障，偶發(fā)故障以及初期故障。磨損故障源于失修以及磨損導(dǎo)致的故障。偶發(fā)故障是指正常情況下，由于不良操作造成的故障。初期故障常常發(fā)生于使用數(shù)控機(jī)床的初期，發(fā)生頻率高，這個(gè)時(shí)期，氣動(dòng)系統(tǒng)，電氣，液壓故障占據(jù)了主要地位。根據(jù)使用數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的部位，可以把數(shù)控機(jī)床故障分類(lèi)為液壓/氣動(dòng)故障，機(jī)械系統(tǒng)故障和電氣故障。電氣故障易引發(fā)液壓/氣動(dòng)故障，具體體現(xiàn)為驅(qū)動(dòng)故障、執(zhí)行故障、控制故障以及輔助故障。機(jī)械系統(tǒng)故障分為精度超差以及運(yùn)動(dòng)失效。電氣故障一般由數(shù)控故障和線路故障組成，由數(shù)控機(jī)床的硬件或者軟件故障導(dǎo)致。根據(jù)使用數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的性質(zhì)，可以把數(shù)控機(jī)床故障分類(lèi)為和隨機(jī)故障和系統(tǒng)故障。所謂的隨機(jī)故障，一般是指數(shù)控機(jī)床在正常的工作狀態(tài)下偶爾發(fā)生的幾次小故障。隨機(jī)故障的發(fā)生通常和數(shù)控機(jī)床安裝的質(zhì)量，數(shù)控機(jī)床的工作環(huán)境等因素相關(guān)聯(lián)。隨機(jī)故障的鮮明特點(diǎn)，是它有偶發(fā)性，因此專(zhuān)業(yè)人員在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行該類(lèi)型的診斷時(shí)通常較會(huì)遇到更多的困難。而系統(tǒng)性障一般是指，當(dāng)數(shù)控機(jī)床在一定的條件下，同時(shí)超過(guò)運(yùn)行的限度，數(shù)控機(jī)床必然會(huì)產(chǎn)生的故障，因此相較于隨機(jī)故障，專(zhuān)業(yè)人員在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行該類(lèi)型的診斷時(shí)通常較容易。根據(jù)使用數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的原因，可以把數(shù)控機(jī)床故障分類(lèi)為外部故障和自身故障。造成外部故障的愿意是溫度過(guò)高，電壓波動(dòng)等狀況。而造成自身故障的原因則和外部環(huán)境沒(méi)有關(guān)系。根據(jù)使用數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的報(bào)警類(lèi)型，可以把數(shù)控機(jī)床故障分類(lèi)為軟件故障報(bào)警和硬件故障報(bào)警。軟件報(bào)警指顯示器顯示出的信息，硬件報(bào)警是裝置上的警示燈閃爍。

二、數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障診斷

現(xiàn)在，診斷常見(jiàn)故障的技術(shù)研究沿著診斷系統(tǒng)有多個(gè)深入方向。國(guó)際數(shù)控機(jī)床故障診斷專(zhuān)家弗蘭克認(rèn)為，診斷故障的方法應(yīng)該分為基于知識(shí)法，基于解析模型法和基于信號(hào)處理法。基于知識(shí)法，顧名思義，是以人工智能為基礎(chǔ)去診斷故障。日益復(fù)雜的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)導(dǎo)致獲得精確系統(tǒng)模型的困難，然而，以知識(shí)為基礎(chǔ)的方法是不需要精確的模型的，所以，它的應(yīng)用前景十分明亮?；谥R(shí)法種類(lèi)繁多，比如以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)去診斷。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由處理單元連接而成的網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于儲(chǔ)存信息，用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的映射，同時(shí)用并行處理的方法達(dá)到輸入輸出空間的處理?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，在獲取知識(shí)的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的知識(shí)，同時(shí)把將相關(guān)問(wèn)題的相關(guān)知識(shí)網(wǎng)羅在網(wǎng)絡(luò)中，便于通用實(shí)現(xiàn)知識(shí)推理和獲??；神經(jīng)元的相互作用是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行的關(guān)鍵。以人工免疫算法為基礎(chǔ)的診斷法是通過(guò)從構(gòu)造種類(lèi)各異的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，動(dòng)態(tài)處理故障的行為。它是模擬生物系統(tǒng)而成的，擁有處理信息的能力。以專(zhuān)家為基礎(chǔ)的診斷是由大量專(zhuān)家知識(shí)以及方法去解決實(shí)際問(wèn)題的程序。它是由專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)，解釋程序，知識(shí)庫(kù)等組成的。以專(zhuān)家為基礎(chǔ)的診斷方法受到了很大的重視，它被研究最多，同時(shí)也具有最為廣泛的診斷應(yīng)用范圍。以信號(hào)處理為基礎(chǔ)的方法不用建立模型，主要思想是，數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的輸出信息和故障間存在關(guān)系，這種關(guān)系能夠使用數(shù)學(xué)形式來(lái)表達(dá)。一般有小波變換法，信息融合診斷法，信號(hào)處理診斷法等。以解析模型為基礎(chǔ)的診斷數(shù)控機(jī)床故障的方法是產(chǎn)生最早的，以解析模型為基礎(chǔ)的診斷數(shù)控機(jī)床故障的方法要構(gòu)建精確的診斷對(duì)模型，但是復(fù)雜的數(shù)控機(jī)床一般都具有非線性系統(tǒng)，所以該方法的局限性還是很大的。

三、總結(jié)

數(shù)控機(jī)床的特征是機(jī)電一體化，同時(shí)它具有復(fù)雜的工作條件，因此會(huì)產(chǎn)生各種報(bào)警。在排除數(shù)控機(jī)床故障時(shí)，要總結(jié)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，具體情況具體分析，要依據(jù)發(fā)生故障所產(chǎn)生的現(xiàn)象以及報(bào)警信號(hào)的差異，同時(shí)用若干診斷方法綜合診斷故障，以期對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障進(jìn)行合適的分析，以此排除干擾，確定故障發(fā)生原因。