基于網(wǎng)絡(luò)模式下的數(shù)控機床故障診斷探析

楊鵬飛 金玉

摘要：數(shù)控機床是工業(yè)技術(shù)發(fā)展，逐漸衍生出來的一種綜合式高新技術(shù)設(shè)備，能夠縮短機械加工時間，提高機械加工的靈活性，滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求，為企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)服務(wù)，但由于數(shù)控機床設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，電器管路交錯縱橫，在發(fā)生故障時診斷工作十分困難。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)傳輸過程中取得了良好的應(yīng)用成效，受到了機械加工業(yè)的廣泛關(guān)注，本文主要探討了網(wǎng)絡(luò)模式下數(shù)控機床故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，對我國數(shù)控機床故障處理的發(fā)展前景進行了詳細分析，希望能夠全面提高數(shù)控系統(tǒng)的工作性能，滿足智能化技術(shù)加工需求。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)模式;數(shù)控機床;故障診斷

中圖分類號：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）12-0136-02

0? 引言

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在數(shù)控機床故障診斷中的有效應(yīng)用，能夠?qū)υO(shè)備的整個運行過程進行合理規(guī)劃，對故障產(chǎn)生的主要原因進行推理，并制定出合理的解決措施，同時能夠全面提高維護人員，對整體加工環(huán)境的感知能力，通過智能化編程對整個施工過程進行監(jiān)管，自動化進行數(shù)控機床故障診斷。

1? 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在數(shù)控機床故障診斷應(yīng)用的必要性

在進行數(shù)控機床故障診斷的過程中，通常會采用單機版技術(shù)設(shè)備，有效節(jié)約故障診斷時間，降低人力物力的投入，將得到的海量代碼進行融合處理，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，保證診斷過程的通用性，結(jié)合故障產(chǎn)生的主要原因，進行故障代碼的實時更新。采用網(wǎng)絡(luò)所具有的開放式、互動性的功能作用，對當(dāng)前數(shù)控機床常見的系統(tǒng)故障進行診斷分析，在基層端口顯示出不同的故障代碼，通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的應(yīng)用，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)之間的有效傳輸，工作人員能夠通過遠程控制技術(shù)，分析數(shù)控機床的實際運行狀態(tài)，并下達維修指令，要求現(xiàn)場的工作人員，進行數(shù)控機床故障信息檢查。借助網(wǎng)絡(luò)的便利性完成遠程故障分析工作，打破傳統(tǒng)數(shù)控機床故障診斷，時間與空間的限制，在出現(xiàn)運行故障的第一時間，制定出完整的故障解決方案，并隨時通過網(wǎng)絡(luò)平臺，向數(shù)控機床領(lǐng)域?qū)＜疫M行故障咨詢，分析故障發(fā)生的主要原因，及時進行故障排除，全面提高設(shè)備的運行效率，降低企業(yè)經(jīng)濟損失，節(jié)約機械生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備維護成本。

1.1 故障查詢的通用性

不同型號的數(shù)控機床有著不同的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生故障的主要原因也存在著明顯的差異性，如果在故障診斷的過程中，出現(xiàn)錯誤代碼和報警信息，就會形成數(shù)控系統(tǒng)故障，這是由于數(shù)控系統(tǒng)會自動根據(jù)部件產(chǎn)生的異常情況進行匯總報告，反饋出相應(yīng)的錯誤代碼。數(shù)控系統(tǒng)故障所產(chǎn)生的錯誤代碼，不會因為機床的型號不同而發(fā)生改變，同時，數(shù)控系統(tǒng)所具有的系統(tǒng)報警功能也存在著區(qū)別，在進行機床錯誤代碼融合的過程中，需要制定出合理的應(yīng)急預(yù)案，保證故障代碼的實時更新，確保故障查詢的通用性。

1.2 故障碼網(wǎng)絡(luò)化傳輸

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在數(shù)控機床故障診斷過程中的有效應(yīng)用，能夠簡化故障診斷流程，為機床自帶的診斷系統(tǒng)運行提供便捷服務(wù)，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)的自主通訊，應(yīng)用串口服務(wù)器完成故障代碼的網(wǎng)絡(luò)傳輸，簡化故障診斷工作流程，制定多元化的數(shù)控機床設(shè)備維護方案。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為大量的數(shù)控機床運行數(shù)據(jù)處理提供便捷，網(wǎng)絡(luò)憑借龐大的系統(tǒng)功能支持，實現(xiàn)跨平臺的遠程監(jiān)控，嚴(yán)格管理數(shù)控機床設(shè)備運行狀態(tài)。一些工作人員無法在短時間內(nèi)，診斷出數(shù)控機床設(shè)備故障信息，通過網(wǎng)絡(luò)的便利性傳輸，由診斷專家遠程進行故障系統(tǒng)分析，找出故障問題形成的主要原因，并制定出合理的解決方案。通過遠距離傳輸故障代碼的形式展現(xiàn)數(shù)據(jù)，有助于數(shù)控機床故障問題的智能化處理，節(jié)約數(shù)控機床故障診斷的人力、物力投入，全面提高機械設(shè)備的使用效率，為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。

1.3 提高技術(shù)人員故障診斷水平

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開始融入到數(shù)控機床故障診斷過程中，改變了技術(shù)人員傳統(tǒng)的故障診斷方式，目前數(shù)控機床故障診斷過程中，需要采用遠距離通信技術(shù)，以計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過物理層將數(shù)控機床運行問題，直觀地呈現(xiàn)在專家面前。對數(shù)控機床故障產(chǎn)生的主要原因進行分析，并制定出合理的故障排除方案，彌補技術(shù)人員故障診斷水平的不足，數(shù)控機床研發(fā)人員和操作工人的技術(shù)水平，將會直接影響到數(shù)控機床故障診斷過程中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用價值。因此，需要對機械制造業(yè)的數(shù)控機床操作人員，開展計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)，向工作人員傳授基礎(chǔ)故障處理知識，在數(shù)控機床發(fā)生運行故障時，技術(shù)人員能夠憑借數(shù)學(xué)運算能力，進行故障問題處理。

2? 數(shù)控機床故障診斷系統(tǒng)模型的建立

以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立數(shù)控機床故障診斷系統(tǒng)分析模型，系統(tǒng)功能設(shè)計的優(yōu)劣，取決于數(shù)控機床故障診斷基礎(chǔ)知識的掌握，因此，需要在系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)知識庫，結(jié)合以往的故障處理經(jīng)驗，將復(fù)雜的數(shù)控機床故障類型進行合理分類，分別儲存到不同的知識庫中。工作人員在進行數(shù)控機床故障資源搜索的過程中，會花費大量的時間和精力，在這一時間內(nèi)企業(yè)需要承擔(dān)著一定的經(jīng)濟損失，同時，數(shù)控機床故障排除具有滯后性，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用進行故障樹分解，并在不同的網(wǎng)絡(luò)層次內(nèi)，設(shè)置單元子知識庫，讓技術(shù)人員在搜索過程中，優(yōu)先按照子知識庫的類別，劃分一定的搜索范圍。判斷記錄故障運行狀態(tài)的搜索區(qū)域，并通過范圍內(nèi)的故障排查，了解故障產(chǎn)生的主要原因，通過對各個子系統(tǒng)的有效管理，將數(shù)控機床故障診斷系統(tǒng)分析模型，劃分為不同的知識層次，并以拓撲網(wǎng)的形式表現(xiàn)出，不同實體間所具有的層次關(guān)系。

3? 數(shù)控系統(tǒng)診斷技術(shù)及故障排除方法

3.1 網(wǎng)絡(luò)自診斷技術(shù)

3.1.1 設(shè)備開機自診斷

數(shù)控機床在開機通電運行后，系統(tǒng)內(nèi)部所蘊含的診斷軟件會自動對系統(tǒng)CPU、RAM等元件的運行狀態(tài)，連同系統(tǒng)內(nèi)部的各類應(yīng)用軟件進行統(tǒng)一檢查，并將最終的檢查結(jié)果直觀地顯示出來，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行故障問題，就會產(chǎn)生報警信號，發(fā)出預(yù)警提示。要求工作人員對系統(tǒng)運行信息進行詳細排查，一般情況下，開機后的設(shè)備自診斷，在一分鐘內(nèi)足夠完成，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床運行故障，開機診斷系統(tǒng)會將故障產(chǎn)生的主要原因，直接定位到電路板和運行模塊中。工作人員在進行故障排除的過程中，只需要在一定范圍內(nèi)查找故障產(chǎn)生的主要原因，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)維修手冊和相關(guān)知識庫記錄，制定出合理的故障排除方案，保證系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定運行。

3.1.2 設(shè)備運行自診斷

在數(shù)控機床設(shè)備運行的過程中進行自診斷，被統(tǒng)一稱為在線自診斷，主要指的是嚴(yán)格排查數(shù)控系統(tǒng)運行時，各區(qū)域的運行狀態(tài)，實現(xiàn)對運行故障的提前預(yù)防，設(shè)備運行時的內(nèi)部診斷程序，需要自動測試系統(tǒng)、PLC等裝置的使用情況。位置伺服單元是內(nèi)部檢測的核心數(shù)控裝置，與外郟裝置相連，自動檢查能夠直觀的顯示出數(shù)據(jù)診斷信息，并在數(shù)控系統(tǒng)工作的過程中反復(fù)確認(rèn)。

3.1.3 設(shè)備停機診斷

在設(shè)備運行過程中通過自檢測找出故障問題后，需要先停止設(shè)備的使用，通過隨機診斷紙的運用進行系統(tǒng)脫機診斷，將診斷紙帶寫好的診斷程序編寫到設(shè)備的RAM系統(tǒng)模塊，計算機程序自動完成故障診斷，找出設(shè)備故障發(fā)生的主要位置，設(shè)備停機診斷是傳統(tǒng)數(shù)控機床診斷的常用方式。

3.2 人工網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)

人工網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)，需要技術(shù)人員科學(xué)的使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對數(shù)控機床的故障問題進行分析，在短時間內(nèi)完成診斷工作，找出故障發(fā)生的主要范圍。

3.2.1 功能程序診斷法

在數(shù)控機床設(shè)備出現(xiàn)運行故障時，需要通過功能程序診斷法分析數(shù)控系統(tǒng)中，不同工作區(qū)域下發(fā)的功能指令，并通過技術(shù)人員的操作，進行測試程序的編寫和輸入，穿成紙帶的形式或在軟盤上儲存，故障診斷過程中進行程序運行。幫助工作人員快速的找出故障存在的功能區(qū)域，制訂出合理的解決方案，功能程序診斷法經(jīng)常被應(yīng)用到隨機性故障診斷過程中，也可以在設(shè)備長時間閑置或長時間使用時進行故障診斷。

3.2.2 運行參數(shù)診斷法

工作人員在進行設(shè)備系統(tǒng)運行故障診斷的過程中，對RAM中的數(shù)據(jù)參數(shù)進行檢驗，在這一流程中會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)干擾，技術(shù)人員的職業(yè)技能水平不足，很容易導(dǎo)致參數(shù)丟失，或造成不同程度的系統(tǒng)混亂，系統(tǒng)的不正常運行狀態(tài)下會顯現(xiàn)出故障問題的主要特征，因此需要通過工作人員的數(shù)據(jù)檢查和參數(shù)核對，得到準(zhǔn)確性的運行數(shù)值，排除一部分故障類型，具有充分故障排除經(jīng)驗的技術(shù)人員，能夠自主完成設(shè)備運行參數(shù)凋整。

3.3 高級診斷技術(shù)

3.3.1 系統(tǒng)自修復(fù)診斷

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些數(shù)控機床能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)自修復(fù)，首先在數(shù)控機床設(shè)備出現(xiàn)運行故障時，要通過自診斷技術(shù)，確定故障發(fā)生的主要范圍，在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置備用模塊，全程不會參與到設(shè)備的正常運行，只是在設(shè)備啟動過程中，進行系統(tǒng)程序的自修復(fù)。當(dāng)模塊內(nèi)部存在故障問題時，系統(tǒng)能夠自主將故障信息產(chǎn)生的主要原因，展示在電腦屏幕上，并在備用模塊中查詢，隨時對故障模塊進行替換，維修人員能夠在不耽誤生產(chǎn)進度的狀態(tài)下，根據(jù)系統(tǒng)提示，進行故障模塊更換，想要實現(xiàn)系統(tǒng)自修復(fù)診斷，就需要設(shè)置較多的備用模塊，導(dǎo)致數(shù)控機床的設(shè)備體積不斷擴大，造價不斷提升。

3.3.2 通訊診斷系統(tǒng)

通訊診斷系統(tǒng)的建立，需要與控制中心保持聯(lián)系，維修站會通過電話線路進行溝通，運用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，向設(shè)備的操作人員發(fā)送相應(yīng)的診斷程序，通訊診斷屬于一種遙控診斷類型，通訊診斷系統(tǒng)的建立要以計算機為基礎(chǔ)，被廣泛應(yīng)用到故障發(fā)生后的診斷，和定期的設(shè)備預(yù)防性診斷。整個故障診斷過程中不需要派遣維修工到運行現(xiàn)場，只需在固定的時間內(nèi)完成機床運行測試，將得到的診斷數(shù)據(jù)自動化傳輸?shù)街醒刖S修站進行統(tǒng)一分析。

4? 總結(jié)

在機械加工過程中，數(shù)控系統(tǒng)自動形成生產(chǎn)模型，提高設(shè)備運行的自適應(yīng)性，通過自動調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)對數(shù)控機床診斷行為的延伸和擴展，數(shù)控機床的故障診斷需要合理運用人工智能、數(shù)據(jù)分析等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，探尋故障發(fā)生的主要原因，并成立數(shù)學(xué)模型進行系統(tǒng)化分析。

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