数控机床运行状态远程监测和故障诊断系统实现
宋文1,3，石毅2
（1西北工业大学机电学院，西安710072；2陕西华拓科技有限责任公司，西安710043；
3西安航空技术高等专科学校，西安710077）
摘要：针对数控机床运行状态的远程监测和故障诊断的需要，研究和建立了基于internet的数控机床运行状态远程监测和故障诊断系统。探讨了该系统主要功能及实现方法，对实现过程中的关键技术进行了较详细的分析。
关键词：数控机床；远程状态监测；故障诊断
中图分类号：tp277 文献标志码：a 文章编号：1001-6848( 2010) 05-0100-03
0引 言
在数控机床的使用过程中，用户最关心的是在设备出现故障征兆信号时如何提茼进行诊断以及在发生故障之后如何及时进行维修等。随着计算机网络技术的飞速发展，以及制造行业中先进制造技术的广泛推广，基于internet和无线网络为基础的数控机床运行状态远程监测和故障诊断方法得以实现。本文提出的数控机床运行状态远程监测和故障诊断系统实现了新一代的数控机床生产企业售后服务体系，通过实现“移动的是数据而不是人的处理方式，可以“足不出户”就在线、实时获得其售出产品的电气、机械运行状态、早期潜在故障和已发生故障的信息，从而指导产品使用企业维修人员快速维修，或者派遣针对性极强的少量专业售后服务人员完成故障处理和维修工作。
1 系统体系结构
基于internet的数控机床远程状态监测和故障诊断系统主要分为以下几个部分：一是数控机床状态监测和故障预处理终端，主要完成数控机床现场的状态监测和故障信息预处理功能，安置在数控机床上；二是远程故障诊断中心，主要实现专家系统故障分析和诊断的功能，安置在数控机床厂家的服务器上。系统体系结构如图1所示。
图l中，用于状态监测和故障诊断的核心部件是数控机床状态监测和故障预处理终端，在数控机床的关键部位，根据需要安装不同的高精度传感器，在线获取震动、温度、转速等运行状态信息；同时通过数控系统智能通讯接口，获得数控系统各种电气状态数据和出现的故障代码，综合进行各种数据的预处理，并利用状态分析和故障处理技术，形成状态数据和故障数据包，并在出现故障或潜在故障的时候，利用网络将该数据包发送到数控机床生产厂家的远程故障诊断中心，完成远程状态监测和故障诊断终端的功能。
远程故障诊断中心可设在数控机床厂家或数控技术服务机构，该平台通过internet在线获得各台数控机床状态监测终端的状态数据和故障代码包，转存入每台数控机床的工作数据库，同时利用专家系统故障诊断库，进行故障分析，并可以采用虚拟专家远程会诊的方式，判断故障内容，并提供处理建议或方法，指导数控机床使用单位技术维修人员或本厂售后维修人员进行数控机床的维修。
2 系统功能和实现方法
系统由设置在数控机床端的数控机床状态监测和故障预处理终端和远程故障诊断中心组成，其功能模块如图2所示。
2.1教控机床状态监测和故障预处理终端
数控机床状态监测和故障预处理终端主要完成四个部分的功能，分别为监测功能、与数控系统的信息通讯功能、状态数据及故障数据预处理功能、远程通讯功能。
(1)监测功能。是针对能反映数控机床运动状态和加工过程状态的主要信号进行监测，该终端通过电气适配接口（包含信号调理部分）与传感器连接，这些传感器直接安装在数控机床主要部位（如主轴／进给轴及轴承，电机，液压传动部件，传动箱等），直接在线检测这些部位的关键信息，监测对象多为主轴、进给轴、液压气动设备等，状态监测的信号主要分为功率、振动、压力和温度等。对于振动信号，可采用加速度传感器获得，对于温度信号，可采用温度传感器，功率可由电流、电压信号转换后获得。
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