[实用新型]一种基于ARM嵌入式系统的新型数控机床转塔刀架故障诊断系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及故障诊断技术，并且更具体地涉及一种基于ARM嵌入式系统的新型数控机床转塔刀架故障诊断系统。

背景技术

数控机床作为制造业的工作母机，是制造业中使用面积最广、用量最高的基础设备。据相关数据表明，我国国内数控机床保有量2016年已达到2000万台左右，而随着我国工业制造业正进入一个重要的转型期，其保有量还将进一步扩大。数控机床是通过过程控制加工的设备，这就要求它在实时控制的每一时刻都准确无误地工作，任何部分的故障与失效，都会使机床停机而影响生产，不仅更换元器件需要昂贵的费用，而且停机影响生产带来的经济损失更为严重。

数控机床由于采用了数控系统作为机床的控制核心，可以实现自动化操作，降低了机床操作人员的劳动强度，同时也可以加工形状非常复杂和精度非常高的机械零件。而数控系统采用的是先进的计算机技术、微电子技术、伺服控制技术及自动控制技术，使数控机床实现了机、电、液一体化，技术先进、构成复杂，具有很强的功能，但也使数控机床的故障率比普通机床的故障率要高得多，维修难度也加大很多。当出现故障时，尽管数控系统具备各种诊断功能，机床制造厂也为机床关键部件设计了诊断功能，但要快速准确地诊断并排除故障，还是有一定的难度。这需要维修人员具备高超的技术水平及综合的分析能力。特别是当出现故障时，系统诊断功能不能发挥作用，要诊断故障往往更为复杂。

根据数控机床现场故障数据，对数控机床故障模式影响和致命性分析，可以得知数控机床的多发部位主要是转塔刀架。而且转塔刀架发生故障后的致命度最高，是影响数控机床的可靠性的关键部件。确保数控机床转塔刀架的正常运行，也就是确保数控机床的正常运行。当数控机床转塔刀架发生故障，需要快速、准确、智能的定位故障位置和诊断出故障原因，以最短的时间排除故障。因此，鉴于目前国内在数控机床转塔刀架故障诊断系统上存在的局限性和欠成熟，为确保数控机床能更正常的运行，故本实用新型提出一种基于ARM嵌入式系统的新型数控机床转塔刀架故障诊断系统，以便能快速、简便、智能、准确的检测和诊断数控机床转塔刀架故障，有效减少了维修人员查找故障原因的时间，方便了他们快速确定维修策略，确保数控机床的正常运行。

发明内容

本系统具有故障诊断快速准确，自动化程度高，智能化等特点，适用于数控机床转塔刀架故障自动快速诊断。

选取数控机床转塔刀架作为研究对象，根据其结构和特点，运用故障树分析法，以刀架故障为故障树顶事件，分析引起此顶事件发生的直接原因事件如刀架电机不反转、锁紧力不够、刀架内部锈蚀和刀架过位，作为故障树的第一层故障原因，然后针对各第一层原因事件继续进行故障溯源，逐次分析，直至找到导致各故障事件发生的所有原因事件，然后依据结果事件与基本事件符号分别对各原因事件进行表示，最后将所有事件通过逻辑门符号依次连接，最终完成刀架故障树的建立。以此故障树为依据，建立了数控机床转塔刀架故障的模糊H网故障诊断模型，并运用模糊H网的结点点火和反向推理算法编写程序并写入嵌入式系统中。

技术方案是：当数控机床转塔刀架发生故障之后，故障诊断系统通过速度传感器测量刀架电机的转速并转化为电信号，压力传感器用于测量刀架的锁紧力并转化为电信号，位置传感器测量刀架的位置并转化为电信号，利用变换电路组将模拟量转化为数字量并送入ARM处理器，利用键盘进行故障诊断过程中初始标识值的输入，并进行各种功能键和数字键的处理，ARM处理器综合各种输入信息进行模糊H网智能化故障推理，将故障诊断结果在LED显示器上实时显示出来，对于确有故障发生的，ARM处理器输出报警信号，语音报警器发出语音报警。本实用新型涉及一种基于ARM嵌入式系统的新型数控机床转塔刀架故障诊断系统，结合信号处理技术和传感器技术，采用模糊H网方法提高对数控机床转塔刀架故障实时建模和快速分析的能力，并以Linux为操作系统平台，基于ARM 9处理器，将嵌入式系统引入到传统的故障诊断领域，以改进故障诊断系统的实用性和智能性，完成在线故障诊断。

本实用新型的有益效果为：本实用新型涉及一种数控机床转塔刀架故障诊断系统，该系统基于ARM嵌入式系统，根据模糊H网模型，利用模糊H网的结点点火和反向推理算法，能简单、快捷、准确的定位出数控机床的故障位置及原因，其故障诊断有快速准确，自动化程度高，智能化等特点，诊断过程更简单，效率更高。

通过结合以下附图，阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本发明的其他特征、特点和优点将会变得更加清楚。

附图说明