计算机辅助机床故障诊断与管理系统

2018-02-01梁堃

时代农机 2018年9期

梁堃

（宁夏工商职业技术学院，宁夏银川 750002）

现阶段，国内数系统种类众多，不仅有国产数控系统也有国外引进的先进系统，常见的系统有FANUC0系统、ALCATEL DVR4000等，数控系统是利用串口传送NC参数与NC加工流程，但不具备远程诊断功能。一旦发生故障需分析故障代码，通过硬件报警与软件报警、诊断数控系统参数等进行故障判断。这种故障诊断方法对维修人员专业水平要求较高，关系着数控机床应用效果，成本投入较大。

1 FANUCO与FANUC16/18/21系统故障诊断

通常数控系统故障诊断排除流程为：建立数控系统故障诊断程序，通过直观形象的方式模拟故障原理，根据数控机床诊断具体状态通过交互式流程图便于故障排除。这种判断方法具有简单、直观特点，能够对系统故障判断结果有全面的说明，便于系统故障诊断。

2 计算机辅助机床故障诊断方法

2.1 故障类型

不同的数控机床故障类型、故障特点不同，在实际故障诊断过程中还需要结合故障性质、原因，制定可行性处理方法。首先，根据故障构件划分可以分为主机故障与电气故障。机床主机系统分为润滑、排屑、冷却、防护，一般故障原因有调试不当、安装错误导致机械异常传动、导轨摩擦较大。液压、润滑、气动系统故障分为管路堵塞或未完全密封。电气故障则可以划分为强电故障与弱电故障，弱电组成有PLC控制器、CRT显示器、伺服单元、输入/输出系统，该环节故障又可以划分为硬件与软件故障。其中，硬件故障指的是构件装置印刷电路板的集成电路芯片、分立元件、接插件、外部连接件等出现故障。强电故障包括接触器、开关、熔断器、电源变压器等电路故障。其次，根据故障属性划分可以分为系统故障与随机故障。其中，系统故障指的是当运行中的数控机床超出限定量就会出现故障。随机故障指的是数控机床偶尔出现异常。此外，根据有无报警又可以分为有报警显示与无报警显示。根据故障原则分为内部与外部故障。

2.2 计算机辅助数控机床故障判断

结合系统数控系统特征诊断方法包括：现象观察、数控系统硬件报警功能、软件报警功能、状态显示诊断等。一般情况下数控机床发生故障首要条件就是通过肉眼观察进而对故障问题有基本的了解。数控系统硬件报警则是通过FANUCO与FANUC16/18/21控制柜与控制面板的报警指示灯，结合指示灯的故障状态综合分析，确定故障原因。数控系统软件报警是通过数控系统自主诊断，结合CRT显示的报警代码进行故障分析。故障处理过程中可以结合报警内容提示确定问题根源。状态显示诊断功能是通过CRT画面的状态显示分析是否将信号输入至机床，或者机床一端各命令开关、行程开关等通断出发开关信号是否根据需求准确输入至系统内。另一方面，外部环境影响也会引发数控系统参数改变，给机床性能带来影响引起变化。

3 计算机辅助数控机床故障诊断和管理系统

第一，计算机辅助数控机床系统组成。根据不同的故障类型与诊断方法研发计算机辅助机床故障诊断与管理系统。

第二，各单元实现功能。首先，管理单元。管理单元分为登录、设置用户名、密码修改、权限设置。人们在登录系统后，结合用户权限规定操作。其次，配置文件管理单元。配置参数通过文件形式控制，结合具体要求与串口把配置文件传输至数控机床。系统进行文件删除、命令、浏览。再次，故障查找单元。系统结合故障编码查找故障解决措施，有效提升了故障诊断率。参数搜集单元。结合参数编码搜集机床故障诊断参数，用户在搜集时能够获得机床参数作用、提示、地址等。最后，故障诊断单元。故障诊断是系统核心单元，能够提供FANUCO与FANUC16/18/21故障诊断措施。其处理方法为：利用直观形象演示故障出现原理，随后提供故障诊断过程。接下来，以90号报警——返回参考位置故障为例进行故障诊断分析。

首先，故障原理展示。90号报警在返回参考时报警，故障原因为：返回参考点速度设置错误，位置过近。通过直观形象展示故障形成过程，人们能够设计多种返回速度，返回位置过程中发出警报。这种方法对不了解FANUCO与FANUC16/18/21系统具有帮助性作用。其次，故障排除过程。90号报警内容：作进给轴返回基准点操作过程中顺着基准点进给速度位置跟随偏差应超过128个位置检测单位。相反，位置编码器“一转信号”无法形成栅格点信号。判断工程为：判断位置跟随偏差是否超过128个位置检测单位。检测单位：移动量比指令脉冲。若偏差低于128则表示返回基准点速度设置错误，应增加返回速度。若偏差超过128个位置检测单位，电机回转超出一转进入下一环节判断。最后，即可获得故障是因为返回参考点速度设计错误还是位置过近、硬件故障等。

第三，故障诊断统计单元。由于数控机床使用年限较多，在使用时难免出现各种故障问题。选择某台数控机床故障观察，进行故障统计。若故障是因为同一原因导致则需要维修人员进行故障分析，制定可行性方法。

记录在怎样操作下发生故障应有完整记录，若是系统操作时发生故障应记录具体位置故障，故障是否为该流程特有。同时，记录相同操作能否引发相同故障；故障与进给伺服关联或是主轴伺服相关。故障内容记录包含CRT报警显示画面的报警编号；CRT显示状态；加工偏差、偏移量是否准确。处理方法记录包含故障原因是由于硬件还是参数错误或其他原因导致，记录详细的故障原因信息。其他信息包含机床周围有无干扰源、四周温度，控制单元有无震动。

若故障相同则可能是相同原因导致。系统伴随着运行时间的延长，故障积累也会逐渐增多，为后续故障排除提供了便利条件，提升了故障诊断效果。另一方面，进行故障统计有助于数控机床维修。