机床厂故障诊断专家系统设计_毕业设计(编辑修改稿)

机床厂故障诊断专家系统设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

可循。 在这个时期，电气、液压和气动系统故障频率约占整个初始故障的 90%[6]，为此，要加强对机床的检测，勤记录，定期对机床进行机电调整，以保证设备各种运行参数处于技术规范之内。 偶发故障是在正常运转阶段，由于操作和维护不良而造成的。 此时，各类元器件器质性的故障较为少见，但不排除偶发故障的产生，所以，在这个时期内要坚持做好设备运行记录，以备排除故障时 参考。 磨损故障是由于年 久失修和磨损而产生的故障，故障频率较高，故障性质属于渐发 性。 例如橡胶件的老化，轴衬和液压缸的磨损，限位开关接触灵敏度以及某些电子元器件品质因素下降等。 按发生 的故障性质分类 按性质可分为系统性故障和随机性故障。 系统性故障通常是指只要满足一定的条件或超过某一设定的限度，工作中的数控机床必然会发生的故障。 如 :机床加工因切削量过大达到某一极限值时必然会发生过载或超温报警。 随机性故障通常是指数控机床在同样的条件下工作时只偶然发生一次或两次的故障。 这类故障的发生往往与安装质量、组件 排列、参数设定、元器件品质、操作失误与维护不当，以及工作环境影响等诸因素有关。 由于其具有偶发性，进行原因分析与故障诊断较其它故障困难得多。 ． 4 无锡开源机床厂机床故障 此处用故障树的方法表示出来，如图 2 2 2 2 2 27 所示： 南京工程学院毕业设计论文 11 图 22机床故障总体结构的 故障 树 图 23 无心磨床故障 树 南京工程学院毕业设计论文 12 工 件 回转 轴 心与 砂 轮轴 心 的运 动 精度 不 平行 ， 重新 调 整相 对 精度床头主轴回转精度超差滚动轴承配合间隙松工件毛坯误差过大冷却水不充足砂轮力度不当进刀量过快机 床振 动， 特别 是砂 轮电 机振 动砂轮修整后形状不正确外界环境振动影响工 件旋 转和 砂轮 的往 复运 动不 恰当工件圆度超差工件圆柱度超差工件表面烧伤工件表面振纹机 械 故 障 （ 内 圆机 床 ） 图 24 内圆磨床 的 故障 树 南京工程学院毕业设计论文 13 凸轮电机反转电磁阀动作不正常平衡压力偏低电机接线不正确电磁阀发动作不正确凸轮轴功能部分动作不正确平衡压力偏高到 位两 只触 点行 程开 关相 对位 置调 整不 对电磁阀动作失常气流管道连接有误气压单向阀节流螺钉未调好管道漏气，回气节流失控气压单向节流阀漏气管道连接有误油箱电磁阀动作失常定心轴小孔堵塞“油石加压”压力太大油石夹跳进速度太快油石夹持螺钉拧的太紧振荡中心与油石夹配合太紧油石夹振荡频率过高油石刀架松动振荡中心与工件沟R中心不符工件有磁转位盘中工件与前挡板干涉凸轮轴运转时撞击声严重凸轮电机转不动，经常跳闸动 作循 环时 凸轮 轴旋 转不 到位调 整状 态时 ，按 油石 夹按 钮， 油石 夹无 进退 动作油 石夹 运动 ，撞 击严 重而 无缓 冲油 石夹 运动 ，撞 击严 重而 无缓 冲定心轴无压力油喷出油石折断工件卡料机 械 故 障 （ 超精 机 ） 图 25 超精机机床故障 树 南京工程学院毕业设计论文 14 无电源照明灯损坏有电指示灯损坏插头座未插好电机保护断路器有跳闸情况无电源油泵未启动急停按钮处于锁位动作未按照联锁次序进行联锁接近开关未调整到位液压阀失灵未供气气压低润滑油位过低油泵未启动调整动作未复位原位开关未调整到位行程开关坏或发讯位未调整好系统输除点坏电磁阀卡死检查是否有电机烧坏电 机保 护断 路器 跳闸 ，调 整整 定值 至合 适根 据系 统说 明书 对照 报警 号排 除故 障系统无电源系统保险丝烧断，排除断路后换系统显示屏坏变频器欠压变频器过热变频器过流电 源开 关 QF 1 开启 后机 床照 明灯 E L 1无法启动油泵调 整状 态下 各动 作按 钮， 旋钮 无法 启动调整状态下单步动作无开启后气源指示灯亮自动循环无法启动在 半 自动 或 自动 工 作方 式 时， 按 循环 启 动， 机 床工 作 循环 开 始， 但 中途 停 车检查是否有电机烧坏控制系统内部报警控制系统无显示变频器报警灯亮电 气 部 分 故 障 图 26 电气部分故障 树 南京工程学院毕业设计论文 15 检查油泵是否输出油检查油管看是从哪个部件溢出检查溢流阀并清洗检查油泵转向及内泄漏清洗溢流阀油泵质量不好管子细长发生颤动在系统开始工作时排气油缸在空载下全行程快速往复数下将摇杆手柄搬动几次即可用手推一下工作台将 活塞 压紧 圈压 牢并 使齿 轮轴 能咬 上行程开关失灵电磁阀失灵检 察 管道 及 液动 机 节流 阀 ，调 速 阀等 元 件的 泄 漏情 况 ，更 换 或修 配 磨损 零 件滑阀被污物卡住，清洗检查并更换油缸的密封装置将节流阀的往返速度调至一样调整溢流阀的压力拆洗减压阀，节流阀适当调整背压阀门的弹簧液 压系 统压 力不 足或 完全 无压 力工 作机 构运 动速 度不 够或 完全 不动噪音和振动 工 作部 件运 动不 均匀 （有 爬行 现象 ）手摇机构较重手摇机构不起作用自动循环不能正确实现液 动机 工作 速度 在载 荷下 有较 显著 的降 低作台往返速度不一致台 面快 速行 程的 速度 达不 到液 压 部 分 故 障 图 27液压部分 的故障 此处利用故障树的分析方法， 非常 直观，明了，能够清晰了解各个机床不同部位或不同类型的所有故障。 南京工程学院毕业设计论文 16 第三章 故障诊断 专家系统 总体设计架构 随着数控机床技术的不断进步和计算机语言的迅猛发展，各行各业对专家系统的应用越来越多 ,尤其是在制造企业中。 充分利用现有的有利条件， 开发机床的专家系统 ,是非常可行的。 专家系统有助提高机床厂解决问题的能力 ,增加企业的生产效率 ,从而产生经济效益。 对于机床故障诊断的查询是基于 web 的故障诊断系统，本系 统功能侧重于故障的查询，知识库的更新，所以该系统的用户模块结构相对简单。 知识库、历史库模块的功能相对复杂，能够进行增加、删除、修改等操作。 专家系统的结构 专家系统的结构是指专家系统各组成部分的构造方法和组织形式。 不同类型的专家系统，其功能和结构上也不尽相同。 专家系统一般由知识库及其管理系统、推理机、综合数据库、知识获取机制、解释机构和人机接口六部分组成。 1).知识库及其管理系统 知识库是以一致的形式存储知识的机构，用于存储某领域专家的经验性知识、原理性知识、相关的事实、可行操作与规则等。 解 决知识 、 获取和知识表示问题是建立知识库的关键问题。 2).知识获取机制 知识获取机制的建立，实质上是设计一组程序，把知识送入到知识库，负责维护知识的正确性、一致性和完整性。 知识获取是专家系统知识库是否优越的关键，我们试图建立自动知识获取机制，实现专家系统的自动学习功能，不断地扩充和修改知识库中的内容。 南京工程学院毕业设计论文 17 3).综合数据库 综合数据库又称全局数据库或“黑板”等，它用于存储领域或问题的初始数据（信息）、推理过程中得到的中间结果或状态以及系统的目标结果，包含了被处理对象的一些问题描述、假设条件、当前事实等。 4).推理机 推理机是专家系统中实现基于知识推理的部件，是基于知识的推理在计算机中的实现，是专家系统的核心部分。 推理机用于记忆所采用的规则和控制策略的程序，完成依据一定的知识规则从已有的事实推出结论的近似专家的思维过程，保证整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作。 5).解释机构 解释机构能够向用户解释专家系统的行为，包括解释推理结论的正确性以及系统输出其它候选解的原因。 这是专家系统区别于其它软件系统的主要特征之一，解释机构实际上也是一组计算机程序，通常采用预置文本法和路径跟踪法。 当用户有询问需求时，解释机构可以跟 踪和记录推理过程，把解答通过人机交互接口输出给用户。 6） .人机接口 接口又称界面，是用户与专家系统之间的连接桥梁，它能够使系统与用户进行对话，使用户能够输入必要的数据、提出问题和了解推理过程及推理结果。 专家系统则通过接口，要求用户回答提问，并回答用户提出的问题，进行必要的解释 [6]。 3． 故障诊断 专家系统的优点 1） .故障诊断 专家系统能够高效率、准确、周到、迅速和不知疲倦地进行工作。 2） .故障诊断 专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏忘记。 3） .专家系统能促进各领域的发展，它使各领域专家的专业知识和经验得到总结和精炼，能够广泛有力地传播专家的知识、经验和能力。 专家系统能汇集多领域专家的知识和经验以及他们协作解决重大问题的能力，南京工程学院毕业设计论文 18 它拥有更渊博的知识、更丰富的经验和更强的工作能力。 4） .研究专家系统能够促进整个科学技术的发展。 专家系统对人工智能的各个领域的发展起了很大的促进作用，并将对科技、经济、国防、教育、社会和人民生活产生极其深远的影响。 3． 1． 3 专家系统的建立步骤 1） .识别过程 识别过程也可看作知识获取阶段。