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數(shù)控機(jī)床故障復(fù)雜原因的分析
當(dāng)故障的原因很多時(shí),就很難一下子確定。尤其當(dāng)前的CNC系統(tǒng),無論是哪個(gè)公司生產(chǎn)的,其智能化程度都不是很高,系統(tǒng)尚不能自動診斷出發(fā)生故障的確切原因。往往是同一報(bào)警號可以有多種起因,不可能將故障縮小到某一部件。同樣,還有很多沒有報(bào)警的故障,比如產(chǎn)生伺服報(bào)警,那么就可能有以下各種原因:
?、勹倵l松動,造成某個(gè)方向過緊;
?、趯?dǎo)軌潤滑不良造成摩擦力太大;
?、蹪L珠絲杠換向器有問題,導(dǎo)致絲杠卡??;
?、芩欧到y(tǒng)增益過大,造成電動機(jī)啟動、停止時(shí)沖擊過大;
?、菟欧妱訖C(jī)抱閘沒打開;
?、耷邢髁窟^大;
?、叩毒邠p壞;
?、喾雷o(hù)罩卡住。
杭州杭機(jī)數(shù)控機(jī)床有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)、立車、數(shù)控立車、數(shù)控龍門銑床、龍門加工中心、數(shù)控落地鏜銑床的生產(chǎn)廠家,對機(jī)床故障分析有很多方法。用傳統(tǒng)的診斷的手段只能借助相應(yīng)的識別理論進(jìn)行一些簡單的推理分析,而現(xiàn)代診斷技術(shù),則可以用故障樹分析、模式識別以及模糊診斷等方法。
(1)故障樹診斷法故障樹分析FTA(Fault Tree Analysis)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的,用于大型復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性、安全性分析和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的一種方法。在故障樹分析中,對于所研究系統(tǒng)的各種故障狀態(tài)或不正常情況皆稱為故障事件,各種完好狀態(tài)或正常情況皆稱為成功事件,兩者均稱為事件。故障樹分析中所關(guān)心的結(jié)果事件稱為頂事件,它是故障樹分析的日標(biāo)。位于故障樹的頂端。僅導(dǎo)致其他事件發(fā)生的原因事件稱為底事件,它是可能導(dǎo)致頂事件發(fā)生的基本原因,位于故障樹的底端,位于頂事件和底事件之間的中間結(jié)果事件稱為中間事件。首先是分析得出系統(tǒng)的故障事件,再將導(dǎo)致該事件發(fā)生的直接原因,包括硬件故障、環(huán)境因素、人為因素(差錯)等,用適當(dāng)?shù)姆柋硎局?,用適當(dāng)?shù)倪壿嬮T把它與故障事件連結(jié)起來;其次,逐級展開故障事件發(fā)生的原因,直至把最基本的原因分析出來為止,構(gòu)成一棵故障樹。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后,通過對故障的分析尋找故障源。
故障樹分析法將系統(tǒng)故障行程的原因作為由總體至部分按樹狀逐級細(xì)化,因?yàn)榉椒ê唵?、概念清晰,容易被人們所接受,所以它是對動態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工廠試驗(yàn)或?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備工況狀態(tài)分析的一種較有效的工具。
圖1-41所示是一化學(xué)反應(yīng)流程及控制系統(tǒng)示意。系統(tǒng)由冷卻裝置2、供料裝置4或卸壓裝置5組成。為了使反應(yīng)裝置的冷卻水溫度、壓力維持一定關(guān)系,可依靠溫度計(jì)l與壓力計(jì)3的輸出信號,由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器與控制信號調(diào)節(jié)冷卻水量,并靠調(diào)節(jié)閥,使化學(xué)反應(yīng)維持在正常狀態(tài)。因此,若反應(yīng)裝置中的溫度超標(biāo),溫度計(jì)1顯示工況不正常,警報(bào)器發(fā)出報(bào)警信號,操作員即關(guān)閉手動閥,停止供料,防止系統(tǒng)出現(xiàn)危險(xiǎn)。這樣,如果選擇系統(tǒng)出現(xiàn)危險(xiǎn)的狀態(tài)作為頂事件(不希望發(fā)生事件),就可得到圖1-42所示的故障樹。
(2)模糊邏輯診斷法把故障信號(現(xiàn)象)看作一些“癥狀”,如電機(jī)不能啟動,閃光電源不亮等,而把故障原因,即產(chǎn)生這些癥狀的根據(jù),如觸發(fā)器損壞、控制電源失效等看作是各種“病癥”。診斷的日的是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異?,F(xiàn)象時(shí),根據(jù)這些癥狀來識別是哪一
種病癥。
由于這些“癥狀”是界限不分明的模糊集合,用傳統(tǒng)的二值邏輯方法顯然不合理。可以選用確定的隸屬函數(shù),用相應(yīng)的隸屬度來捕述這些“癥狀”存在的傾向性。模糊的故障診斷方法就是通過某些“癥狀”的隸屬度來求出各種“病癥”的隸屬度,以表征各種“病癥”存在的傾向性。此方法的優(yōu)點(diǎn)是模擬人類的思維方法,但隸屬函數(shù)隸屬度的確定較難。
模糊系統(tǒng)通常由模糊化接口、模糊規(guī)則庫、模糊推理機(jī)和非模糊化接口四個(gè)基本部分組成,如圖1-43所示為一個(gè)多輸入單輸出的模糊系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。
在分析故障的起因時(shí),一定要思路開闊。往往有這種情況,自診斷出系統(tǒng)的某一部分有故障,但究其起源,卻不在數(shù)控系統(tǒng),而是在機(jī)械部分。所以,無論是CNC系統(tǒng)、機(jī)床強(qiáng)電,還是機(jī)械、液壓、氣路等,只要是有可能引起該故障的原因,都要盡可能全面地列出來,進(jìn)行綜合判斷和篩選,然后通過必要的試驗(yàn),達(dá)到確診和最終排除故障的目的。