數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
宋文1,3，石毅2
（1西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院，西安710072；2陜西華拓科技有限責(zé)任公司，西安710043；
3西安航空技術(shù)高等專(zhuān)科學(xué)校，西安710077）
摘要：針對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷的需要，研究和建立了基于internet的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)。探討了該系統(tǒng)主要功能及實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了較詳細(xì)的分析。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)；故障診斷
中圖分類(lèi)號(hào)：tp277 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a 文章編號(hào)：1001-6848( 2010) 05-0100-03
0引 言
在數(shù)控機(jī)床的使用過(guò)程中，用戶(hù)最關(guān)心的是在設(shè)備出現(xiàn)故障征兆信號(hào)時(shí)如何提茼進(jìn)行診斷以及在發(fā)生故障之后如何及時(shí)進(jìn)行維修等。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及制造行業(yè)中先進(jìn)制造技術(shù)的廣泛推廣，基于internet和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷方法得以實(shí)現(xiàn)。本文提出的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了新一代的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)售后服務(wù)體系，通過(guò)實(shí)現(xiàn)“移動(dòng)的是數(shù)據(jù)而不是人的處理方式，可以“足不出戶(hù)”就在線(xiàn)、實(shí)時(shí)獲得其售出產(chǎn)品的電氣、機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)、早期潛在故障和已發(fā)生故障的信息，從而指導(dǎo)產(chǎn)品使用企業(yè)維修人員快速維修，或者派遣針對(duì)性極強(qiáng)的少量專(zhuān)業(yè)售后服務(wù)人員完成故障處理和維修工作。
1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
基于internet的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)主要分為以下幾個(gè)部分：一是數(shù)控機(jī)床狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)處理終端，主要完成數(shù)控機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障信息預(yù)處理功能，安置在數(shù)控機(jī)床上；二是遠(yuǎn)程故障診斷中心，主要實(shí)現(xiàn)專(zhuān)家系統(tǒng)故障分析和診斷的功能，安置在數(shù)控機(jī)床廠(chǎng)家的服務(wù)器上。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖l中，用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的核心部件是數(shù)控機(jī)床狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)處理終端，在數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部位，根據(jù)需要安裝不同的高精度傳感器，在線(xiàn)獲取震動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速等運(yùn)行狀態(tài)信息；同時(shí)通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)智能通訊接口，獲得數(shù)控系統(tǒng)各種電氣狀態(tài)數(shù)據(jù)和出現(xiàn)的故障代碼，綜合進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的預(yù)處理，并利用狀態(tài)分析和故障處理技術(shù)，形成狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)包，并在出現(xiàn)故障或潛在故障的時(shí)候，利用網(wǎng)絡(luò)將該數(shù)據(jù)包發(fā)送到數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠(chǎng)家的遠(yuǎn)程故障診斷中心，完成遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷終端的功能。
遠(yuǎn)程故障診斷中心可設(shè)在數(shù)控機(jī)床廠(chǎng)家或數(shù)控技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)，該平臺(tái)通過(guò)internet在線(xiàn)獲得各臺(tái)數(shù)控機(jī)床狀態(tài)監(jiān)測(cè)終端的狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障代碼包，轉(zhuǎn)存入每臺(tái)數(shù)控機(jī)床的工作數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)利用專(zhuān)家系統(tǒng)故障診斷庫(kù)，進(jìn)行故障分析，并可以采用虛擬專(zhuān)家遠(yuǎn)程會(huì)診的方式，判斷故障內(nèi)容，并提供處理建議或方法，指導(dǎo)數(shù)控機(jī)床使用單位技術(shù)維修人員或本廠(chǎng)售后維修人員進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的維修。
2 系統(tǒng)功能和實(shí)現(xiàn)方法
系統(tǒng)由設(shè)置在數(shù)控機(jī)床端的數(shù)控機(jī)床狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)處理終端和遠(yuǎn)程故障診斷中心組成，其功能模塊如圖2所示。
2.1教控機(jī)床狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)處理終端
數(shù)控機(jī)床狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)處理終端主要完成四個(gè)部分的功能，分別為監(jiān)測(cè)功能、與數(shù)控系統(tǒng)的信息通訊功能、狀態(tài)數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)預(yù)處理功能、遠(yuǎn)程通訊功能。
(1)監(jiān)測(cè)功能。是針對(duì)能反映數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和加工過(guò)程狀態(tài)的主要信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，該終端通過(guò)電氣適配接口（包含信號(hào)調(diào)理部分）與傳感器連接，這些傳感器直接安裝在數(shù)控機(jī)床主要部位（如主軸／進(jìn)給軸及軸承，電機(jī)，液壓傳動(dòng)部件，傳動(dòng)箱等），直接在線(xiàn)檢測(cè)這些部位的關(guān)鍵信息，監(jiān)測(cè)對(duì)象多為主軸、進(jìn)給軸、液壓氣動(dòng)設(shè)備等，狀態(tài)監(jiān)測(cè)的信號(hào)主要分為功率、振動(dòng)、壓力和溫度等。對(duì)于振動(dòng)信號(hào)，可采用加速度傳感器獲得，對(duì)于溫度信號(hào)，可采用溫度傳感器，功率可由電流、電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換后獲得。
(2)與數(shù)控系統(tǒng)的信息通訊功能。現(xiàn) |
