[发明专利]一种基于专家系统的数控机床故障诊断系统

说明书

技术领域

本发明属于数控机床故障诊断技术领域，更具体地说，涉及一种基于专家系统的数控机床故障诊断系统。

背景技术

数控机床在中国发展迅速，它的精度高、经济性能好，在生产领域得到了越来越广泛的应用。数控机床主要由机床本体和数控系统两大部分组成，是一个十分复杂的系统，涉及到多个应用领域，具有技术密集和知识密集的特点，而在精密数控机床、高性能专业化数控机床、复合功能数控机床等高档数控机床的可靠性和精度保持性等方面我国与国外存在较大差距，故障预警与诊断技术的应用几乎是空白。

随着网络化、数字化进程的加快，产品制造环境发生了根本性的变化，制造企业的生产能力、产品质量和对市场需求的快速反应能力，要求设备制造商不仅要技术创新、开发新产品和提高产品质量，而且还要对产品的生产过程提供全生命周期的技术支持，以减少发生故障后给用户带来的经济损失。这一发展趋势带动了设备制造商从制造型向制造服务型转变，促使设备制造商在产品中加入必要的监测、诊断及维护功能，这从市场的角度对故障预警与诊断技术的研究和实用性提出了迫切的要求；而且高档数控机床的故障预警与诊断技术是一项具有自主知识产权、高技术、高附加值、产业关联度大的基础共性技术，将之研究成果应用到国产高档数控机床与基础制造装备上，可以提高所研制数控装置运行的可靠性和运行精度，减少数控机床故障发生率，简化维护过程，提高数控机床系统的整体性能，为拓展国产高档数控机床及基础制造设备的国内市场，提高国际竞争力创造极其有利的条件。

现有数控机床控制系统不能满足日益增加的设备在线诊断与远程维护的需要，传统控制器在技术上无法跟上先进的故障诊断技术的发展，缺乏设备运行状态监控，故障诊断功能无法实现在线对大量监测数据的采集处理与分析诊断，没有远程数据通讯功能。所以研究总线式的嵌入式智能监控技术、在线监测与故障诊断技术及远程监测技术，形成新型智能故障监控与诊断系统的结构具有重要意义。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中数控机床故障监测与诊断技术的不足，提供了一种基于专家系统的数控机床故障诊断系统。采用本发明的技术方案，能够实现集数据的采集、分析、显示、故障诊断、数据存储和通讯一体，形成集成化、网络化、多信息源的综合诊断系统。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

其一，本发明的一种基于专家系统的数控机床故障诊断系统，包括故障检测系统和故障诊断系统，所述的故障检测系统包括多路温度传感器、多路振动传感器、多路噪声传感器、测温单元、数据采集卡和32位处理器主控板，其中：所述的多路温度传感器分散安装在数控机床上不同的测温部分，温度传感器与测温单元相连，该测温单元对多路温度传感器的信号进行采样处理、存储，所述的测温单元通过RS485通信将多路温度传感器采集的多路温度信号发送至32位处理器主控板；所述的多路振动传感器分散安装在数控机床伺服电机的转子上，所述的多路噪声传感器分散安装在数控机床的加工刀具上，上述的多路振动传感器和多路噪声传感器均与数据采集卡相连，数据采集卡实时采用多路振动信号和多路噪声信号，所述的数据采集卡通过总线接口技术将采集的多路振动信号和多路噪声信号送至32位处理器主控板；

所述的故障诊断系统包括人机交互界面和监控主程序各模块，该监控主程序各模块包括知识库、推理程序、知识库管理系统、知识获取机制、解释机制和动态综合数据库，上述的故障检测系统与人机交互界面相连接，故障维修人员和技术员通过人机交互界面进行人机互动。

优选的，所述的振动传感器为Bently3500振动传感器。所述的噪声传感器为LC-ZS1噪声传感器。

其二，一种在基于专家系统的数控机床故障诊断系统中使用的测温单元。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种基于专家系统的数控机床故障诊断系统，其多路温度传感器分散安装在数控机床上不同的测温部分，测温单元通过RS485通信将多路温度传感器采集的多路温度信号发送至32位处理器主控板；多路振动传感器分散安装在数控机床伺服电机的转子上，多路噪声传感器分散安装在数控机床的加工刀具上，数据采集卡通过总线接口技术将采集的多路振动信号和多路噪声信号送至32位处理器主控板，本发明通过总线式的数据采集与处理技术，采集到常见数控机床故障的各种信号，对于变化频率快的振动、噪声信号采用高速数据采集卡采集，为实现智能故障监控与诊断提供了数据基础；