數控機床遠程機械故障診斷研究

登封市環境保護局 任瑞紅

國投新登鄭州煤業有限公司 韓曉麗

數控機床遠程機械故障診斷研究

登封市環境保護局 任瑞紅

國投新登鄭州煤業有限公司 韓曉麗

數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磨損等因素的影響，使原本設置較為緊密的零部件傳動副的間距不斷擴大，運動件聯結頻頻松動。各個機械零部件在機械加工和作業中相互振動或猛烈撞擊，致使整個數控機床的加工效率與作業精度受到影響，嚴重時整個數控機床將無法繼續生產、加工，給企業帶來經濟損失。筆者認為，加強對數控機床故障的診斷作業，可以有效維護數控機床的整體使用功效。

一、數控機床遠程機械故障診斷系統的構成

數控機床遠程機械故障診斷系統是由網絡數據處理模塊、網絡數據傳輸模塊以及狀態檢測與遠程診斷軟件構成。該系統可以完成對數控機床遠程機械故障的診斷及服務處理工作。

二、數控機床遠程機械故障診斷系統的功能

1.網絡數據處理模塊。網絡數據處理模塊在整個數控機床遠程機械故障診斷系統中，肩負著對各種系統所獲取的網絡數據進行處理與轉化的任務。它能夠將A/D數據采集卡所采集到的數控機床運行的數據，按照一定的格式進行打包，方便后期的數據傳輸作業。同時，網絡數據處理模塊還能為整個數控機械故障診斷系統提供相應的故障診斷結構。根據其診斷結果，可以采取相應的數控系統接口函數對數控機床的運動的控制，合理調整數控機械系統的參數。

2.網絡數據傳輸模塊。網絡數據傳輸塊設置在數控機床遠程機械故障診斷系統的上層軟件中，是為了能夠對由網絡數據處理模塊所發出的各種數據進行及時接收與傳輸，并將所接受到的各種打包數據進行相應的解包處理，統一地存放到軟件系統所指定的采集數據緩沖器中。網絡數據傳輸模塊還能夠完成對存放在緩沖區域中未接收的各種參數、信息的診斷，及時、全面地進行掃描、分類和回傳報告。

3.網絡診斷服務程序。遠程診斷服務系統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。當進行電動機特征頻率計算時，需輸入交流電動機的轉子槽數、定子槽數、電動機型號及電源頻率等參數；當進行機械部分特征頻率計算時需輸入軸的轉速、軸承外徑、軸承內徑、齒輪齒數、電源頻率及軸號等參數。

4.狀態監測與遠程機械診斷軟件系統。為了確保數控機床機械故障診斷系統對數控機床的實時性能真實、有效地檢測和診斷作業，研究人員需要在整個故障診斷軟件系統中配備一種經過詳細處理和篩選的數控機床典型故障頻譜圖。頻譜圖以網絡數據處理模塊和網絡數據傳輸模塊所提供數據為依據，對數控機床實時性能進行故障診斷。在診斷時，計算機會自動對各種故障信號進行頻譜與FFT分析，之后在系統預存故障診斷的知識庫里對這些故障進行檢索對比，最終判定出數控機床遠程機械故障的診斷結構。

三、數控機床遠程機械故障診斷系統的優勢

數控機床遠程機械故障診斷系統的優勢如下。

1.降低了企業損失。

（1）數控機床遠程機械故障診斷系統，可以幫助作業人員及時發現數控機床存在的故障點與安全隱患，使數控機床養護、維修作業具有預知性。

（2）縮短數控機床因大規模檢修、更換作業造成的機床停機的時間。

（3）數控機床的實際運行過程中，對可能發生的各種突發性故障進行有效控制，進一步提升整個數控機床的機械加工效率。

總之，當數控機床作業人員在發現數控機床因各種運行故障而無法進行停機操作時，能夠在數控機床遠程機械故障診斷系統的指導下，對機床的故障性加工作業進行有效控制，從而降低了企業的經濟損失和人身傷害。

2.提高了人員的專業知識。數控機床遠程機械故障診斷系統有特殊的編程程序，能夠使終端用戶在進行系統操作過程中，建立起對數控機床設備使用技術的基本能力。數控機床設備軟件系統最核心的構成部分，可以提升整個數控機床加工作業使用效率的目的。如，一線操作員工作為數控機床實際運行作業與遠程機械故障診斷系統連接線時，可以在系統操作過程中學習到較為全面的數控機床制造、操作的專業知識。

3.增加了企業的經濟效益。

（1）數控機床遠程機械故障診斷系統，能夠對人工難以發現的各種數控機床系統內部的故障進行精確地判斷和分析，幫助作業人員進行合理地維護和養護。

（2）能夠輔助專業人員根據遠程機械故障診斷系統所提供的故障發生的頻率、影響程度等，合理地對數控機床的使用壽命進行預測，使機床能夠在保質、保產的情況下超預期運行。

總之，數控機床遠程機械故障診斷系統，不僅為機床制造廠商帶來了經濟效益、節省了人工的開支，還為機床各項性能指標的跟蹤、監測工作帶來了便捷。

四、結論

當前數控機床在故障維修作業中存在的問題，從本質上看是由于故障原因查找、判斷不精確所造成的。應用數控機床遠程機械故障診斷系統，可以快速發現數控機床的機械故障，保證數控機床的高效運行，進而促使整個數控機床設備在制造、加工行業中又好又快地向前發展。