屈省源

摘要：在當(dāng)前社會背景下，數(shù)控機(jī)床被應(yīng)用到社會發(fā)展各個(gè)領(lǐng)域，為生產(chǎn)制造帶來極大便利。而為了滿足社會發(fā)展需求，相關(guān)企業(yè)應(yīng)對數(shù)控機(jī)床預(yù)測性維修進(jìn)行深入探索，積極采用多元驅(qū)動技術(shù)，進(jìn)而提升整體維修效果，從而保證數(shù)控機(jī)床設(shè)備的安全運(yùn)行。本文就多元數(shù)據(jù)驅(qū)動下的數(shù)控機(jī)床預(yù)測性維修方式以及系統(tǒng)進(jìn)行探究，并對此提出相應(yīng)看法，希望為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：多源數(shù)據(jù)驅(qū)動下;數(shù)控機(jī)床;預(yù)測性維護(hù)方法;探索

一、維修技術(shù)原則

（一）先靜后動原則

在針對電氣故障時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)以安全為第一要素，到達(dá)故障現(xiàn)場之后不能當(dāng)下動手維修，而是需要借助觀察的方式對外觀進(jìn)行檢查，并與操作人員進(jìn)行溝通，了解具體情況，從中獲取有效信息，之后大致判斷故障原因，隨后進(jìn)行排查。

（二）先簡后繁原則

在維修過程中，技術(shù)人員應(yīng)深入了解設(shè)備，包括基本信息、類型等，其中的內(nèi)部系統(tǒng)開展前期的診斷最快最高效的確定數(shù)控機(jī)床，其中的特點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行全面檢查，從而促進(jìn)故障的高效確定簡化診斷流程，降低故障排除的難度提升效率，在多重故障相互交織的情況下，應(yīng)先著手于簡單的問題再將煩瑣的問題進(jìn)行解決。

二、多元數(shù)據(jù)驅(qū)動內(nèi)涵

（一）PLC 技術(shù)

結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析，此項(xiàng)技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中十分重要，其能夠?qū)C(jī)床與數(shù)控設(shè)備進(jìn)行有效連接。一般情況下，其內(nèi)涵主要指，在CNC設(shè)備發(fā)布相應(yīng)操作指令之后，對其進(jìn)行相應(yīng)的譯碼處理，在此之后圍繞這些數(shù)據(jù)對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行有效控制。不僅如此，在這一裝置技術(shù)的支持下，可以對數(shù)控基礎(chǔ)邏輯信號進(jìn)行反饋。在運(yùn)行過程中，操作員需要先將經(jīng)過調(diào)試的應(yīng)用程序輸入PLC，之后其會將輸入信號與對應(yīng)元件進(jìn)行連接，并輸入到輸出端。這樣，在這一裝置技術(shù)支持下，數(shù)控機(jī)床工作效率顯著提升，其可以產(chǎn)生更多經(jīng)濟(jì)效率。

（二）PLC 技術(shù)在數(shù)控機(jī)床故障的基本表現(xiàn)

首先，通過警報(bào)發(fā)現(xiàn)故障。在實(shí)際工作中，如果要借助PLC技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床存在的問題，則需要CNC具有與之匹配的檢測能力。具體而言，PLC與CNC能夠進(jìn)行信息交互，若后者發(fā)出警報(bào)，操作員即可圍繞提供的相關(guān)數(shù)據(jù)，對故障位置、具體情況等進(jìn)行分析，隨后解決相應(yīng)問題。其次，發(fā)出警報(bào)但并未顯示原因。結(jié)合實(shí)際來看，目前很多數(shù)控機(jī)床診斷系統(tǒng)并未充分完善，若出現(xiàn)故障，一些CNC警報(bào)僅可提示機(jī)床發(fā)生了故障，但并不能準(zhǔn)確定位出發(fā)生故障的具體情況以及位置;一些警報(bào)提示與實(shí)際故障并無直接聯(lián)系，而針對這一現(xiàn)狀，則需要操作人員結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，對信號進(jìn)行具體分析，之后嘗試解決問題。最后，發(fā)出警報(bào)但是并未發(fā)現(xiàn)故障。少數(shù)情況下，裝置會發(fā)出警報(bào)，不過機(jī)床并未發(fā)生故障現(xiàn)象，而這一情況則需要操作人員圍繞數(shù)控機(jī)床動作、原理等基本情況，及時(shí)判斷警報(bào)原因，避免出現(xiàn)潛在危險(xiǎn)。

二、基于多元數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)控機(jī)床故障類型分析

（一）電源故障

為了保證數(shù)控機(jī)床可以穩(wěn)步運(yùn)行，穩(wěn)定的電源供給是十分重要的。如若電源出現(xiàn)問題，則會導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床停止運(yùn)行，這會在很大程度上影響整體生產(chǎn)效率，同時(shí)電源故障也是數(shù)控機(jī)床常見的故障類型。在當(dāng)前時(shí)代背景下，我國數(shù)控機(jī)床設(shè)備制造技術(shù)不斷提升，不過為了確保數(shù)控機(jī)床能夠有效運(yùn)行，現(xiàn)階段我國所采用的操作系統(tǒng)以國外為主。但是，很多國家的電流、標(biāo)準(zhǔn)等存在差異，一些國外數(shù)控機(jī)床設(shè)備并不能在我國電壓環(huán)境下穩(wěn)步運(yùn)行，如果我國在發(fā)展中需要相關(guān)設(shè)備，則需要關(guān)注數(shù)控機(jī)床供電問題。不僅如此，在工作過程中，機(jī)床也可能因不同外界因素，使得供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如若電氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題，則會對數(shù)據(jù)庫信息造成影響，出現(xiàn)數(shù)據(jù)、文件丟失等情況，甚至?xí)?dǎo)致數(shù)控機(jī)床不能正常使用。為了在最大程度上避免出現(xiàn)相關(guān)情況，企業(yè)在發(fā)展中需結(jié)合實(shí)際情況為不同的數(shù)控機(jī)床設(shè)備安裝相應(yīng)配電箱，從而保證電壓、電流的穩(wěn)定;若本地存在電壓、電流不穩(wěn)定的情況，則需要適當(dāng)添加三相交流穩(wěn)壓設(shè)備;為了避免出現(xiàn)漏電情況，數(shù)控機(jī)床電源也需要進(jìn)行接地處理，這樣能夠進(jìn)一步提升數(shù)控機(jī)床整體穩(wěn)定性。

（二）斷路故障

多數(shù)情況下，短路故障是一種常見情況。在實(shí)際生產(chǎn)中不難發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)數(shù)控機(jī)床短路的原因是因?qū)Ь€連接不牢、元件損壞等情況所致，很多電氣元件觸點(diǎn)溫度過高，長時(shí)間之后易發(fā)生表面氧化問題，這會導(dǎo)致元件與線路緊密型降低，進(jìn)而發(fā)生短路的情況。不僅如此，在數(shù)控機(jī)床安裝過程中，一些元器未被充分固定，而在機(jī)床工作的過程中，振動原因會導(dǎo)致元件松動，這也會導(dǎo)致斷路情況的出現(xiàn)。而在生產(chǎn)中，如果數(shù)控機(jī)床發(fā)生了斷路情況，而工作人員即可結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)和實(shí)況，對原因進(jìn)行分析，并借助電壓器相關(guān)設(shè)備，對電路進(jìn)行檢查，從而分析電路是否存在問題。具體來講，操作員工能夠使用電阻器對數(shù)控機(jī)床電路系統(tǒng)進(jìn)行分析，從而判斷是否發(fā)生斷路;借助數(shù)控機(jī)床設(shè)備電路圖，運(yùn)用分段測量的方法，通過分析電阻數(shù)據(jù)，可以定位發(fā)生斷路的位置。在此之后，為了借助電壓器進(jìn)一步解決斷路問題，則可接通電源，隨后圍繞原理圖運(yùn)用電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分段測量，在分析電壓大小之后對故障位置度定位。

三、多元數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)控機(jī)床預(yù)測性維修策略

（一）PLC技術(shù)在診斷工作中的運(yùn)用

一般來說，數(shù)控機(jī)床以PLC技術(shù)可通過特定順序進(jìn)行信息交換。這就要求相關(guān)工作人員需要加強(qiáng)對數(shù)控機(jī)床狀態(tài)數(shù)據(jù)的檢測與觀察，及時(shí)分析異常運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合現(xiàn)有數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)預(yù)測出可能出現(xiàn)的故障問題。比如在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中，運(yùn)行系統(tǒng)檢測到換刀命令，但卻沒有發(fā)出相應(yīng)的響應(yīng)信號。針對此問題，工作人員需要及時(shí)對機(jī)械臂進(jìn)行檢查，觀看其是否有異物情況，導(dǎo)致?lián)Q刀信號受到影響。當(dāng)CRT發(fā)出警報(bào)時(shí)，工作人員要及時(shí)判斷信號內(nèi)容，若出現(xiàn)刀具與刀庫之間的檢測信號為0情況時(shí)，則表示刀或刀庫并未設(shè)置在指定位置。若發(fā)現(xiàn)開關(guān)信號信息為無時(shí)，則需要及時(shí)觀察刀庫開關(guān)情況，主要分為以下步驟：一是檢查感應(yīng)開關(guān)部位。相關(guān)工作人員可先檢查刀座情況，接著利用其他工具嘗試靠近感應(yīng)開關(guān)，檢測刀庫附近能夠正常感應(yīng)，其感應(yīng)系統(tǒng)是否可以正常運(yùn)行。二是檢查機(jī)械臂移動位置。工作人員要全面檢查換刀機(jī)械臂的可移動位置，觀察其是否可以正常移動，是否可以順利完成換刀工作。在此過程中，工作人員可手動開啟YV21電磁閥，檢查其是否能夠按照指令進(jìn)行伸縮。總之，在檢測工作中，PLC技術(shù)可以起到重要作用，若其信號表示正常，且輸入正確、指令正確，這就表示其內(nèi)部存在問題。

（二）PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床故障診斷工作中的運(yùn)用

在診斷工作應(yīng)用過程中，為提升檢測維護(hù)工作的效率，相關(guān)工作人員可結(jié)合不同工作需要合理應(yīng)用PLC技術(shù)，進(jìn)而建立對數(shù)控機(jī)床故障問題產(chǎn)生原因的準(zhǔn)確把握，為后續(xù)處理工作提供有效參考數(shù)據(jù)，促使控制措施的高效性。在診斷過程中，工作人員可采取動態(tài)跟蹤方式進(jìn)行，借助PLC技術(shù)對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行故障預(yù)測工作，在此過程中此技術(shù)本身可能會出現(xiàn)應(yīng)用問題，進(jìn)而對故障問題反饋數(shù)據(jù)造成一定影響。對此在實(shí)際應(yīng)用中，針對輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)均正常，但數(shù)控機(jī)床實(shí)際運(yùn)行存在問題的情況，可應(yīng)用動態(tài)追蹤方式，借助PLC技術(shù)原理對其故障原因進(jìn)行全面檢測，定位出故障存在的原因。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)不斷趨于精細(xì)化，各項(xiàng)運(yùn)行功能得以不斷更新與優(yōu)化，目前多數(shù)數(shù)控設(shè)備已具備自我檢測技術(shù)與功能，為各項(xiàng)診斷與檢測工作提供了極大便利。對此在實(shí)際檢測工作中，工作人員可以借助PLC技術(shù)及時(shí)準(zhǔn)確地檢測出數(shù)控機(jī)床故障原因，并可以結(jié)合其他輔助技術(shù)對其問題部分進(jìn)行精準(zhǔn)定位，以此解決相應(yīng)問題，確保各項(xiàng)制造工作可以順利進(jìn)行。

（三）PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行工作中的應(yīng)用

為提升PLC技術(shù)應(yīng)用成效，相關(guān)工作人員可將其設(shè)置在較為科學(xué)的數(shù)控機(jī)床框架下開展工作，主要可從以下方面入手：一是樹立整個(gè)工作流程。技術(shù)人員應(yīng)對整個(gè)工作流程進(jìn)行全面樹立，找出運(yùn)行系統(tǒng)中存在的問題，并進(jìn)行技術(shù)解決。解決完畢后將PLC技術(shù)引進(jìn)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中，以提升故障診斷工作的效率。在實(shí)際應(yīng)用中，技術(shù)人員要結(jié)合PLC反饋數(shù)據(jù)與實(shí)際故障問題，對故障情況與故障表現(xiàn)進(jìn)行整合歸類，對其故障原因與可能存在問題的區(qū)域進(jìn)行分析，以準(zhǔn)確定位出故障所在位置，為后續(xù)維修與維護(hù)工作提供有效參考。二是加強(qiáng)數(shù)據(jù)整合。在此過程中，各類技術(shù)可能結(jié)合故障情況提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，技術(shù)人員需要對現(xiàn)有反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，包括PLC技術(shù)的數(shù)據(jù)與指標(biāo)，CNC、控制信號等數(shù)據(jù)。結(jié)合數(shù)據(jù)反饋分析故障問題或原因是否與這些系統(tǒng)相關(guān)。三是對機(jī)床問題進(jìn)行定位。通過對數(shù)據(jù)的分析，技術(shù)人員要對故障區(qū)域進(jìn)行仔細(xì)檢查，以準(zhǔn)確定位出其存在的位置與原因，以此提升排查工作的效率，縮短機(jī)床維修工作的時(shí)間，讓數(shù)控機(jī)床相關(guān)設(shè)備能夠在較短時(shí)間內(nèi)正常運(yùn)行，進(jìn)而促使企業(yè)制造效率提升。

（四）PLC技術(shù)在急停報(bào)警故障檢測中的應(yīng)用

在數(shù)控機(jī)床工作過程中，為確保工作人員與系統(tǒng)設(shè)備的安全性，會對數(shù)控機(jī)床故障情況采取急停措施，防止系統(tǒng)故障造成的設(shè)備損傷與人員安全問題等。在企業(yè)生產(chǎn)工作中，此措施對確保人員安全與提升系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要價(jià)值。為更好應(yīng)對急停報(bào)警情況，相關(guān)工作人員應(yīng)對數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行動態(tài)分析，以實(shí)用性理念為指導(dǎo)對其冗余部分進(jìn)行排除，以此防止故障問題產(chǎn)生。在實(shí)際應(yīng)用中，工作人員一方面要對運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對相關(guān)區(qū)域進(jìn)行仔細(xì)排查，定位出數(shù)據(jù)斷裂部分。另一方面要對故障相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，構(gòu)建出完善的故障數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，為后續(xù)的故障排查工作提供有效數(shù)據(jù)參考。針對急停報(bào)警問題可通過開機(jī)自診系統(tǒng)對其整個(gè)運(yùn)行流程進(jìn)行梳理，找出數(shù)據(jù)故障與問題部分，結(jié)合以往維修經(jīng)驗(yàn)對現(xiàn)有問題進(jìn)行技術(shù)處理。

四、結(jié)語

綜上所述，在多源數(shù)據(jù)驅(qū)動下，技術(shù)人員需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床設(shè)備中存在的問題，結(jié)合數(shù)據(jù)對可能出現(xiàn)的故障情況進(jìn)行預(yù)測，結(jié)合預(yù)測數(shù)據(jù)對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行處理與維護(hù)，為后續(xù)正常生產(chǎn)工作奠定良好基礎(chǔ)。在實(shí)際應(yīng)用中，企業(yè)要加強(qiáng)對以往故障問題的分類整合，通過搭建故障數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)動態(tài)檢測等方式，為預(yù)測性維護(hù)工作提供有效數(shù)據(jù)參考;通過不斷維護(hù)現(xiàn)有工作設(shè)備與運(yùn)行系統(tǒng)，引進(jìn)先進(jìn)數(shù)控技術(shù)等方式，促使數(shù)控機(jī)床檢測系統(tǒng)得以進(jìn)一步優(yōu)化。

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基金：中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研項(xiàng)目《基于模型和數(shù)據(jù)融合技術(shù)的數(shù)控機(jī)床預(yù)測性維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究》（編號：KYB2101）。