數(shù)控機(jī)床控制及故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

宮 克

（虔東稀土集團(tuán)股份有限公司，江西贛州 341000）

1 引言

機(jī)電結(jié)合技術(shù)的創(chuàng)新與提高為數(shù)控機(jī)床的優(yōu)化發(fā)展提供了空間，隨這數(shù)控機(jī)床質(zhì)量和技術(shù)的穩(wěn)定提高，工廠加工生的產(chǎn)質(zhì)量也明顯提升，但由于數(shù)控機(jī)床的故障時(shí)有發(fā)生，在一定程度上阻礙了工廠的生產(chǎn)效率，不利于工廠的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，機(jī)械工作者必須要結(jié)合實(shí)際，吸取經(jīng)驗(yàn)，不斷完善工廠數(shù)控機(jī)床的控制及故障診斷系統(tǒng)。

2 數(shù)控機(jī)床控制及診斷系統(tǒng)的現(xiàn)狀

數(shù)字控制技術(shù)的水平高低決定了一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)技術(shù)的質(zhì)量和效率和水平。數(shù)控機(jī)床作為高自動(dòng)化的現(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)備，其高生產(chǎn)力的特性使其在制造業(yè)始終占有著特殊地位，并且多年來數(shù)控機(jī)床的不斷更新一直廣受人們所關(guān)注。但是在數(shù)控機(jī)床的實(shí)際運(yùn)用途中，仍舊會(huì)出現(xiàn)很多問題，其內(nèi)部驅(qū)動(dòng)部件、支撐部件、傳動(dòng)設(shè)備等，都會(huì)在其工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生大大小小的故障。數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)部件出現(xiàn)故障多半是指異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)由于軸承、定子和轉(zhuǎn)子的各個(gè)部位因?yàn)槊撀?、磨損等問題是機(jī)床出現(xiàn)超速震動(dòng)等問題。支撐部件即軸承時(shí)常因?yàn)榉蔷€性彈簧性震動(dòng)而產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，是機(jī)床的使用壽命受到威脅。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)設(shè)備的各個(gè)部件在工作時(shí)使導(dǎo)軌表面變形，導(dǎo)致導(dǎo)軌表面的摩擦助力變大影響潤(rùn)滑，整體受力不均，影響機(jī)床使用壽命。對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制及診斷系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，在本質(zhì)上對(duì)數(shù)控機(jī)床的原有功能也進(jìn)行優(yōu)化增強(qiáng)，針對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部零件及技術(shù)上的創(chuàng)新，征集其工業(yè)精度，不斷創(chuàng)新技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，能夠正價(jià)其現(xiàn)有功能，使數(shù)控機(jī)床更好的利用在我國(guó)制造業(yè)，為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)做出巨大貢獻(xiàn)。

3 關(guān)于數(shù)控機(jī)床控制及故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

數(shù)控機(jī)床的故障出現(xiàn)會(huì)使工廠在實(shí)際生產(chǎn)中的效率減慢，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量，直接導(dǎo)致企業(yè)信譽(yù)下降，并影響企業(yè)形象。因此要盡可能降低數(shù)控機(jī)床在工作中的故障發(fā)生，對(duì)數(shù)控機(jī)床故障檢測(cè)系統(tǒng)展開設(shè)計(jì)與研究，保證數(shù)控機(jī)床的工作效率與生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。

3.1 對(duì)數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究

我國(guó)是工業(yè)大國(guó)，數(shù)控機(jī)床在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)中占有著重要地位，實(shí)際應(yīng)用范圍極廣。因此在研發(fā)數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)的過程中，必須要利用精密的計(jì)算儀器和先進(jìn)的機(jī)器設(shè)備，并結(jié)合人工智能，加強(qiáng)機(jī)床信息傳導(dǎo)，采用信號(hào)分析與頻域分析相結(jié)合，準(zhǔn)確分析故障信息，以此提高數(shù)控機(jī)床對(duì)故障的測(cè)量能力。（如圖1）

3.2 對(duì)數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行的設(shè)計(jì)研究

在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題上，首先要搭建出合理的硬件控制系統(tǒng)，有效連接機(jī)器內(nèi)的各個(gè)硬件儀器，從而減少后期在實(shí)際操作中的問題產(chǎn)生。同時(shí)為了確保信息傳遞的真實(shí)可靠，就必須利用高精度、高分辨率的數(shù)據(jù)采集卡。其次，由于信息網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也逐漸向信息網(wǎng)絡(luò)化靠攏，因此數(shù)控機(jī)床想要在控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)是有效手段之一。通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)控，并且及時(shí)解決數(shù)控機(jī)床在實(shí)際工作中的問題。

圖1

4 數(shù)控機(jī)床的控制及故障診斷系統(tǒng)實(shí)施的方法

在數(shù)控機(jī)床的實(shí)際運(yùn)行工作中我們可以通過對(duì)外表進(jìn)行初步探查，查看機(jī)床是否有漏電、漏光及異味的情況發(fā)生，并根據(jù)探查結(jié)果早出故障發(fā)生的原因。如果數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)兩個(gè)相同的功能單元，可以通過將其互換的方式進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而得出問題出現(xiàn)在哪個(gè)位置。數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部多半是由焊接組合起來的，在其故障發(fā)生時(shí)也可以通過對(duì)機(jī)床機(jī)身進(jìn)行敲擊，進(jìn)而半段機(jī)床的內(nèi)部鏈接情況

5 結(jié)束語

機(jī)電一體的數(shù)控機(jī)床正被我國(guó)工業(yè)、制造業(yè)廣泛應(yīng)用，其故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率提高具有現(xiàn)實(shí)意義，提供時(shí)數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)能夠使人們及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的故障問題，并及時(shí)加以解決和干預(yù)，最大限度上降低因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的故障問題而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，保護(hù)企業(yè)完好的信譽(yù)形象，保證經(jīng)濟(jì)收益。隨著我國(guó)科技及經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)制造業(yè)的要求增高，隨之而來數(shù)控機(jī)床的技術(shù)發(fā)展也受到了重視，因此，借助現(xiàn)代科技手段，對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制及故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，符合市場(chǎng)對(duì)不斷發(fā)展進(jìn)步的機(jī)械制造業(yè)的要求。