数控机床图形化故障诊断专家系统的研究与开发.pdfVIP

学兔兔 1 lI5 似 数控机床图形化故障诊断专家系统的研究与开发 Research and development of graphical CNC machine tooI fault diagnosis expert system 孙 翔。，刘 旭 SUN Xiang。．LlU Xu (1．同济大学中德学院，上海2Ol804；2．中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400039) 摘 要：数控机床一旦出现故障，往往需要花费大量时间去排除，为了实现数控机床故障的快速诊断及 维修，针对数控机床的故障特点，讨论了数控机床图形化故障诊断专家系统的开发与实现， 对该系统的总体框架结构、知识库结构、信息采集模块、故障诊断模块、人机交互界面进行 了详细地设计。特别提出一种图形化向导式故障排除策略。最后，以SINUMERIC 808D数控系 统报警的故障诊断为例，表明该系统诊断准确、运行高效，满足实际生产需求。 关键词：数控机床；故障诊断；专家系统；图形化；向导式 中图分类号：THI 65；TP311 文献标识码：A 文章编号：1 009-01 34(2014)04(下)-01 08-04 Doi：1 0．3969／J．issn．1 009-01 34．2014．04(下)．28 0 引言 控机床故障诊断的专家系统的结构，系统总体结 在我国的制造业中，数控机床的占有率不断 构如图l所示，主要有以下七个部分。 提高，在生产中发挥着不可替代的作用。数控机 床作为机电一体化的精密制造设备，其结构复 杂、功能繁多，从而导致发生故障的可能性大大 增加，故障形式也更加复杂多样。在实际的机床 操作中，由于故障的多样性和复杂性，经常会出 现一些故障让操作人员不能及时解决，从而导致 了生产效率的下降和对服务人员的过度依赖。因 此，实时监测数控机床工作状态，并在发生故障 时进行快速诊断及维修就变得非常重要 J。 在数控机床故障诊断中，基于知识的专家系统 是一种很好的解决方法。专家系统包含领域专家 图1 专家系统总体结构 的大量经验知识，‘拥有类似人类专家思维的推理能 1)机床信息采集与处理 力，并能用这些知识来解决实际问题，实现人机结 当用户发出诊断请求时，该模块启动读取数 合，提高了机床故障诊断的效率 。本文针对数 控系统中的机床信息，主要完成三类信息的采集： 控机床的故障特点，研究和开发了数控机床图形 第一类是报警号码信息；第二类是机床数据信息， 化故障诊断专家系统，详细讨论了系统总体框架 包括主轴位置、刀具位置等；第三类是PLC信息。 结构、知识库和推理机设计以及图形化显示的实