一種基于專家系統的數控機床故障診斷系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于專家系統的數控機床故障診斷系統，屬于故障診斷技術領域。本發明專利技術中的溫度傳感器與測溫單元相連，測溫單元通過RS485通信將多路溫度傳感器采集的多路溫度信號發送至32位處理器主控板；多路振動傳感器和多路噪聲傳感器均與數據采集卡相連，數據采集卡通過總線接口技術將采集的多路振動信號和多路噪聲信號送至32位處理器主控板；故障診斷系統包括人機交互界面和監控主程序各模塊，故障檢測系統與人機交互界面相連接，故障維修人員和技術員通過人機交互界面進行人機互動。本發明專利技術通過將采集到的數據分析與處理后送到故障診斷系統中，分析出診斷結果，并進行人機交互，從而提高數控系統運行的可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于數控機床故障診斷
，更具體地說，涉及一種基于專家系統的數控機床故障診斷系統。
技術介紹
數控機床在中國發展迅速，它的精度高、經濟性能好，在生產領域得到了越來越廣泛的應用。數控機床主要由機床本體和數控系統兩大部分組成，是一個十分復雜的系統，涉及到多個應用領域，具有技術密集和知識密集的特點，而在精密數控機床、高性能專業化數控機床、復合功能數控機床等高檔數控機床的可靠性和精度保持性等方面我國與國外存在較大差距，故障預警與診斷技術的應用幾乎是空白。隨著網絡化、數字化進程的加快，產品制造環境發生了根本性的變化，制造企業的生產能力、產品質量和對市場需求的快速反應能力，要求設備制造商不僅要技術創新、開發新產品和提高產品質量，而且還要對產品的生產過程提供全生命周期的技術支持，以減少發生故障后給用戶帶來的經濟損失。這一發展趨勢帶動了設備制造商從制造型向制造服務型轉變，促使設備制造商在產品中加入必要的監測、診斷及維護功能，這從市場的角度對故障預警與診斷技術的研究和實用性提出了迫切的要求；而且高檔數控機床的故障預警與診斷技術是一項具有自主知識產權、高技術、高附加值、產業關聯度大的基礎共性技術，將之研究成果應用到國產高檔數控機床與基礎制造裝備上，可以提高所研制數控裝置運行的可靠性和運行精度，減少數控機床故障發生率，簡化維護過程，提高數控機床系統的整體性能，為拓展國產高檔數控機床及基礎制造設備的國內市場，提高國際競爭力創造極其有利的條件。現有數控機床控制系統不能滿足日益增加的設備在線診斷與遠程維護的需要，傳統控制器在技術上無法跟上先進的故障診斷技術的發展，缺乏設備運行狀態監控，故障診斷功能無法實現在線對大量監測數據的采集處理與分析診斷，沒有遠程數據通訊功能。所以研究總線式的嵌入式智能監控技術、在線監測與故障診斷技術及遠程監測技術，形成新型智能故障監控與診斷系統的結構具有重要意義。
技術實現思路
1.專利技術要解決的技術問題本專利技術的目的在于克服現有技術中數控機床故障監測與診斷技術的不足，提供了一種基于專家系統的數控機床故障診斷系統。采用本專利技術的技術方案，能夠實現集數據的采集、分析、顯示、故障診斷、數據存儲和通訊一體，形成集成化、網絡化、多信息源的綜合診斷系統。2.技術方案為達到上述目的，本專利技術提供的技術方案為：其一，本專利技術的一種基于專家系統的數控機床故障診斷系統，包括故障檢測系統和故障診斷系統，所述的故障檢測系統包括多路溫度傳感器、多路振動傳感器、多路噪聲傳感器、測溫單元、數據采集卡和32位處理器主控板，其中：所述的多路溫度傳感器分散安裝在數控機床上不同的測溫部分，溫度傳感器與測溫單元相連，該測溫單元對多路溫度傳感器的信號進行采樣處理、存儲，所述的測溫單元通過RS485通信將多路溫度傳感器采集的多路溫度信號發送至32位處理器主控板；所述的多路振動傳感器分散安裝在數控機床伺服電機的轉子上，所述的多路噪聲傳感器分散安裝在數控機床的加工刀具上，上述的多路振動傳感器和多路噪聲傳感器均與數據采集卡相連，數據采集卡實時采用多路振動信號和多路噪聲信號，所述的數據采集卡通過總線接口技術將采集的多路振動信號和多路噪聲信號送至32位處理器主控板；所述的故障診斷系統包括人機交互界面和監控主程序各模塊，該監控主程序各模塊包括知識庫、推理程序、知識庫管理系統、知識獲取機制、解釋機制和動態綜合數據庫，上述的故障檢測系統與人機交互界面相連接，故障維修人員和技術員通過人機交互界面進行人機互動。優選的，所述的振動傳感器為Bently3500振動傳感器。所述的噪聲傳感器為LC-ZS1噪聲傳感器。其二，一種在基于專家系統的數控機床故障診斷系統中使用的測溫單元。3.有益效果采用本專利技術提供的技術方案，具有如下有益效果：(1)本專利技術的一種基于專家系統的數控機床故障診斷系統，其多路溫度傳感器分散安裝在數控機床上不同的測溫部分，測溫單元通過RS485通信將多路溫度傳感器采集的多路溫度信號發送至32位處理器主控板；多路振動傳感器分散安裝在數控機床伺服電機的轉子上，多路噪聲傳感器分散安裝在數控機床的加工刀具上，數據采集卡通過總線接口技術將采集的多路振動信號和多路噪聲信號送至32位處理器主控板，本專利技術通過總線式的數據采集與處理技術，采集到常見數控機床故障的各種信號，對于變化頻率快的振動、噪聲信號采用高速數據采集卡采集，為實現智能故障監控與診斷提供了數據基礎；(2)本專利技術的一種基于專家系統的數控機床故障診斷系統，其故障檢測系統與人機交互界面相連接，即通過將采集到的數據分析與處理后送到帶有專家系統的故障診斷系統中，進行一系列的程序模塊調用，分析出診斷結果，并進行人機交互，從而提高數控系統運行的可靠性。附圖說明圖1為本專利技術的一種基于專家系統的數控機床故障診斷系統框圖；圖2為本專利技術中故障檢測系統框圖；圖3為本專利技術中故障診斷系統框圖；圖4為實施例2中測溫單元框圖。具體實施方式為進一步了解本專利技術的內容，結合附圖和實施例對本專利技術作詳細描述。實施例1本專利技術主要研究基于總線的數據采集與處理技術以及故障的智能診斷技術，獲得一套帶有遠程故障診斷功能的數控系統智能診斷模塊，實現與數控系統配合使用，從而提高數控系統運行的可靠性。結合圖1、圖2和圖3所示，本實施例的一種基于專家系統的數控機床故障診斷系統，包括多傳感器實時數據采集的故障檢測系統和在對采集數據進行處理與智能化分析的技術上開發一個基于專家系統的故障診斷系統。圖1中的傳感器包括溫度傳感器、振動傳感器和噪聲傳感器；信號采集包括溫度信號、振動信號、噪聲信號的采集，其中：溫度信號采集用8051控制器作為測溫單元采集處理，振動、噪聲信號用數據采集卡采集處理。其中，故障檢測系統包括多路溫度傳感器、多路振動傳感器、多路噪聲傳感器、測溫單元、數據采集卡和32位處理器主控板(如圖2所示)，其中：所述的多路溫度傳感器分散安裝在數控機床上不同的測溫部分，溫度傳感器與測溫單元相連，該測溫單元對多路溫度傳感器的信號進行采樣處理、存儲，所述的測溫單元通過RS485通信將多路溫度傳感器采集的多路溫度信號發送至32位處理器主控板；所述的多路振動傳感器分散安裝在數控機床伺服電機的轉子上，所述的多路噪聲傳感器分散安裝在數控機床的加工刀具上，上述的多路振動傳感器和多路噪聲傳感器均與數據采集卡相連，數據采集卡實時采用多路振動信號和多路噪聲信號，所述的數據采集卡通過總線接口技術將采集的多路振本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于專家系統的數控機床故障診斷系統，包括故障檢測系統和故障診斷系統，其特征在于：所述的故障檢測系統包括多路溫度傳感器、多路振動傳感器、多路噪聲傳感器、測溫單元、數據采集卡和32位處理器主控板，其中：所述的多路溫度傳感器分散安裝在數控機床上不同的測溫部分，溫度傳感器與測溫單元相連，該測溫單元對多路溫度傳感器的信號進行采樣處理、存儲，所述的測溫單元通過RS485通信將多路溫度傳感器采集的多路溫度信號發送至32位處理器主控板；所述的多路振動傳感器分散安裝在數控機床伺服電機的轉子上，所述的多路噪聲傳感器分散安裝在數控機床的加工刀具上，上述的多路振動傳感器和多路噪聲傳感器均與數據采集卡相連，數據采集卡實時采用多路振動信號和多路噪聲信號，所述的數據采集卡通過總線接口技術將采集的多路振動信號和多路噪聲信號送至32位處理器主控板；所述的故障診斷系統包括人機交互界面和監控主程序各模塊，該監控主程序各模塊包括知識庫、推理程序、知識庫管理系統、知識獲取機制、解釋機制和動態綜合數據庫，上述的故障檢測系統與人機交互界面相連接，故障維修人員和技術員通過人機交互界面進行人機互動。

【技術特征摘要】
1.一種基于專家系統的數控機床故障診斷系統，包括故障檢測系統和故障診斷系統，其
特征在于：
所述的故障檢測系統包括多路溫度傳感器、多路振動傳感器、多路噪聲傳感器、測溫單
元、數據采集卡和32位處理器主控板，其中：所述的多路溫度傳感器分散安裝在數控機床上
不同的測溫部分，溫度傳感器與測溫單元相連，該測溫單元對多路溫度傳感器的信號進行采
樣處理、存儲，所述的測溫單元通過RS485通信將多路溫度傳感器采集的多路溫度信號發送
至32位處理器主控板；所述的多路振動傳感器分散安裝在數控機床伺服電機的轉子上，所述
的多路噪聲傳感器分散安裝在數控機床的加工刀具上，上述的多路振動傳感器和多路噪聲傳
感器均與數據采集卡相連，數據采集卡實時采用多路振動信號和多路噪聲信號，所述的數據
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葛偉迪，韓家明，方挺，谷文平，
申請(專利權)人：寧波市華正信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33