【文章內(nèi)容簡介】 ， 大 約 開 始 于 七 十 年 代 末 ， 但 其 發(fā) 展 速度 是 比 較 快 的 。 八 十 年 代 初 ， 我 國 專 家 系 統(tǒng) 研 究 從 最 初 的 醫(yī) 療 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 ， 逐 步滲 透 到 交 通 領(lǐng) 域 、 地 質(zhì) 勘 探 、 氣 象 預(yù) 報(bào) 等 領(lǐng) 域 ， 到 了 八 十 年 代 中 期 ， 我 國 專 家系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 迅 速 擴(kuò) 大 ， 在 數(shù) 學(xué) 、 物 理 、 化 學(xué) 、 工 程 、 機(jī) 械 、 經(jīng) 濟(jì) 、 教 育 、軍 事 等 領(lǐng) 域 先 后 有 一 批 專 家 系 統(tǒng) 問 世 。 隨 著 數(shù) 控 機(jī) 床 的 廣 泛 應(yīng) 用 ， 其 故 障 診 斷專 家 系 統(tǒng) 的 研 制 開 發(fā) 越 來 越 受 到 人 們 的 普 遍 重 視 [4]。 課題的研究意義和研究內(nèi)容 本課題研究意義我 國 企 業(yè) 現(xiàn) 有 數(shù) 控 設(shè) 備 的 利 用 率 和 完 好 率 普 遍 偏 低 ， 除 了 由 于 普 遍 存 在 的生 產(chǎn) 任 務(wù) 不 足 的 原 因 外 ， 維 修 力 量 不 夠 和 編 程 能 力 不 夠 成 為 開 工 不 足 的 主 要 原因 ， 分 別 占 %和 %。 影 響 數(shù) 控 設(shè) 備 的 完 好 率 的 主 要 原 因 是 維 修 力 量 不足 ， 占 %[5]?；?于 WEB 的 機(jī) 床 故 障 診 斷 系 統(tǒng) 研 究 的 主 要 目 的 是 使 得 用 戶 在 機(jī) 床 設(shè) 備 發(fā) 生故 障 后 ， 能 夠 借 助 本 系 統(tǒng) 快 速 診 斷 出 故 障 的 原 因 ， 找 到 排 除 故 障 的 方 法 ， 有 效的 縮 短 因 設(shè) 備 故 障 而 造 成 的 設(shè) 備 停 機(jī) 時(shí) 間 。 同 時(shí) 對(duì) 于 無 錫 機(jī) 床 制 造 商 來 說 ，6 / 49可 以 通 過 使 用 本 系 統(tǒng) 減 少 小 故 障 、 常 見 故 障 維 修 問 題 ， 減 少 維 修 人 員 的 出 差 次數(shù) ， 降 低 了 售 后 技 術(shù) 支 持 費(fèi) 用 ， 增 強(qiáng) 產(chǎn) 品 的 市 場 競 爭 力 。 本課題研究的內(nèi)容 論 了 世 界 先 進(jìn) 的 故 障 診 斷 技 術(shù) 及 專 家 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) ， 研 究 無 錫 開 源 機(jī)床 廠 的 故 障 類 型 ， 并 以 故 障 樹 的 方 式 表 現(xiàn) 出 來 。2． 運(yùn) 用 Navicat for SQL 建 立 系 統(tǒng) 信 息 的 數(shù) 據(jù) 庫 。 MyEclipse 中 編 寫 程 序 ， 設(shè) 計(jì) 出 普 通 用 戶 登 錄 模 塊 、 管 理 員 登 錄 模 塊 、歷 史 庫 管 理 模 塊 、 知 識(shí) 庫 管 理 模 塊 、 故 障 查 詢 模 塊 等 。4． 在 設(shè) 計(jì) 的 網(wǎng) 頁 上 進(jìn) 行 各 種 操 作 ， 實(shí) 現(xiàn) 用 戶 對(duì) 各 種 故 障 進(jìn) 行 查 詢 ， 管 理 員 同時(shí) 能 夠 對(duì) 歷 史 庫 和 知 識(shí) 庫 的 管 理 。 期 對(duì) 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 相 關(guān) 問 題 檢 測 ， 并 提 出 改 善 改 進(jìn) 。 本文結(jié)構(gòu)全 文 共 分 八 部 分 ：第 一 章 ： 緒 論 本 章 介 紹 了 故 障 診 斷 技 術(shù) 發(fā) 展 歷 史 及 現(xiàn) 狀 ， 然 后 引 出 專 家 系 統(tǒng)的 發(fā) 展 歷 史 ， 研 究 了 國 內(nèi) 外 專 家 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 狀 況 ， 介 紹 了 課 題 來 源 ， 研 究 內(nèi) 容和 意 義 。第 二 章 ： 無 錫 開 源 機(jī) 床 廠 機(jī) 床 的 類 型 及 常 見 故 障 本 章 介 紹 了 無 錫 開 源 機(jī) 床廠 的 機(jī) 床 類 型 ， 研 究 了 故 障 的 類 型 ， 并 用 故 障 樹 的 方 法 分 析 歸 納 出 來 。第 三 章 ： 故 障 診 斷 專 家 系 統(tǒng) 總 體 設(shè) 計(jì) 架 構(gòu) 分 析 故 障 診 斷 專 家 系 統(tǒng) 的 總 體 設(shè) 計(jì)框 架 ， 從 潛 在 客 戶 需 求 入 手 ， 分 析 出 系 統(tǒng) 各 個(gè) 模 塊 的 功 能 的 結(jié) 構(gòu) 圖 ， 并 畫 用 戶流 程 圖 。第 四 章 ： java 語 言 的 簡 介 本 章 介 紹 了 java 語 言 的 特 點(diǎn) 及 其 優(yōu) 勢(shì) 。第 五 章 ： 數(shù) 據(jù) 庫 設(shè) 計(jì) 本 章 介 紹 本 論 文 采 用 的 MySQL 數(shù) 據(jù) 庫 ， 構(gòu) 建 了 本 系 統(tǒng)的 ER 圖 模 型 ， 并 根 據(jù) ER 圖 導(dǎo) 入 數(shù) 據(jù) 表 格 。第 六 章 ： 系 統(tǒng) 操 作 界 面 設(shè) 計(jì) 與 實(shí) 現(xiàn) 本 章 顯 示 本 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 的 界 面 ， 分 別 進(jìn) 行 管理 員 用 戶 和 普 通 用 戶 的 操 作 ， 管 理 員 能 夠 對(duì) 知 識(shí) 庫 、 歷 史 庫 等 進(jìn) 行 增 加 、 刪 除 、修 改 等 操 作 ， 普 通 用 戶 可 以 查 詢 故 障 原 因 ， 查 詢 機(jī) 床 的 故 障 歷 史 。7 / 49第 七 章 ： 系 統(tǒng) 采 用 的 若 干 技 術(shù) 本 章 介 紹 了 struts 技 術(shù) ， 如 何 實(shí) 現(xiàn) 增 加 、 刪除 等 操 作 ， 以 及 不 同 用 戶 的 登 錄 問 題 。第 八 章 ： 結(jié) 論 與 展 望 總 結(jié) 本 論 文 研 究 成 果 ， 對(duì) 論 文 相 關(guān) 方 面 提 出 一 些 設(shè) 想 。8 / 49第 二 章 無 錫 開 源 機(jī) 床 廠 機(jī) 床 的 類 型 及 常 見 故 障 開源機(jī)床廠常見的機(jī)床該公司主要生產(chǎn)的類型主要是數(shù)控磨床，在數(shù)控磨床方面的技術(shù)比較先進(jìn)，該公司的生產(chǎn)的機(jī)床類型如下：數(shù) 控 無 心 磨 床 MKS10100 WX1010 型 針 閥 自 動(dòng) 無 心 磨 床 WX1013 型 芯 軸 溝 道 無 心 磨 床 MK2115 數(shù) 控 內(nèi) 圓 磨 床 M2116 數(shù) 控 內(nèi) 圓 磨 床 WX1012 型 連 桿 專 用 無 心 磨 床 WX1016 型 氣 門 桿 無 心 磨 床 數(shù) 控 內(nèi) 外 圓 復(fù) 合 磨 床 MK2710 MK1150/1 型 寬 砂 輪 無 心 磨 床 MK1150/3 型 數(shù) 控 寬 沙 輪 無 心 磨 床 MK11200/1 型 寬 砂 輪 無 心 磨 床 WX1010 型 針 閥 自 動(dòng) 無 心 磨 床 WX1012 型 連 桿 專 用 無 心 磨 床 WX1016 型 氣 門 桿 無 心 磨 床 MGD2110B 高 精 度 內(nèi) 圓 磨 床 MB2120 半 自 動(dòng) 內(nèi) 圓 磨 床 MK2120B 數(shù) 控 內(nèi) 圓 磨 床 MK28100 數(shù) 控 立 式 內(nèi) 圓 磨 床 機(jī)床常見故障隨 著 現(xiàn) 代 社 會(huì) 的 發(fā) 展 進(jìn) 步 ， 機(jī) 床 的 功 能 結(jié) 構(gòu) 越 來 復(fù) 雜 ， 所 出 現(xiàn) 的 故 障 類 型 也是 多 種 多 樣 ， 對(duì) 這 些 故 障 類 型 進(jìn) 行 合 理 的 分 類 有 助 于 我 們 解 決 機(jī) 床 的 故 障 。9 / 49．1 按發(fā)生故障部位機(jī) 床 發(fā) 生 故 障 部 位 通 常 分 為 機(jī) 械 系 統(tǒng) 故 障 、 電 氣 系 統(tǒng) 故 障 、 液 壓 /氣 動(dòng) 系統(tǒng) 故 障 。電 氣 系 統(tǒng) 故 障 又 可 分 為 強(qiáng) 電 線 路 故 障 與 數(shù) 控 系 統(tǒng) 故 障 。 強(qiáng) 電 線 路 故 障 一 般 是由 各 種 繼 電 器 、 接 觸 器 線 路 故 障 與 保 護(hù) 線 路 及 各 種 傳 感 器 故 障 造 成 的 。數(shù) 控 系統(tǒng) 故 障 主 要 是 由 于 其 硬 件 和 軟 件 故 障 形 成 的 。機(jī) 械 系 統(tǒng) 故 障 表 現(xiàn) 在 運(yùn) 動(dòng) 失 效 和 精 度 超 差 兩 個(gè) 方 面 。 運(yùn) 動(dòng) 失 效 大 多 是 減 速 箱 、絲 杠 螺 母 副 、 導(dǎo) 軌 副 等 故 障 造 成 的 。而 精 度 超 差 又 可 分 為 幾 何 精 度 超 差 、 傳 動(dòng)精 度 超 差 、 運(yùn) 動(dòng) 精 度 超 差 和 位 置 精 度 超 差 。液 壓 /氣 動(dòng) 系 統(tǒng) 故 障 的 出 現(xiàn) 一 般 是 由 機(jī) 械 電 氣 引 起 的 故 障 、 液 壓 /氣 動(dòng) 傳動(dòng) 與 控 制 故 障 造 成 的 。 液 壓 傳 動(dòng) 與 控 制 故 障 又 可 體 現(xiàn) 在 驅(qū) 動(dòng) 部 分 的 故 障 、 執(zhí) 行部 分 的 故 障 、 控 制 部 分 的 故 障 和 輔 助 部 分 的 故 障 等 [5]。．2 按故障發(fā)生頻率數(shù) 控 機(jī) 床 的 故 障 發(fā) 生 頻 率 在 其 使 用 期 內(nèi) 是 不 相 同 的 。 由 于 機(jī) 床 在 運(yùn) 行 中 有一 種 固 有 的 特 性 曲 線 叫 “浴 盆 曲 線 ”[6]， 如 圖 21 所 示 。 因 此 也 可 將 故 障 類型 分 為 初 期 故 障 、 偶 發(fā) 故 障 和 磨 損 故 障 。圖 21 設(shè)備使用失效的“浴盆曲線”10 / 49使 用 初 由 于 機(jī) 床 各 部 位 需 要 磨 合 ， 操 作 人 員 也 要 熟 悉 機(jī) 床 而 故 障 失 效 率 高一 點(diǎn) ， 中 期 機(jī) 床 趨 于 穩(wěn) 定 ， 因 故 障 而 發(fā) 生 的 失 效 率 低 ， 超 過 損 耗 失 效 期 后 ， 機(jī)床 各 個(gè) 部 位 老 化 退 化 ， 因 而 故 障 概 失 效 率 又 增 加 。初 期 故 障 是 設(shè) 備 使 用 初 期 的 故 障 ， 故 障 頻 率 較 高 ， 一 般 無 規(guī) 律 可 循 。 在 這個(gè) 時(shí) 期 ， 電 氣 、 液 壓 和 氣 動(dòng) 系 統(tǒng) 故 障 頻 率 約 占 整 個(gè) 初 始 故 障 的 90%[6]， 為 此 ，要 加 強(qiáng) 對(duì) 機(jī) 床 的 檢 測 ， 勤 記 錄 ， 定 期 對(duì) 機(jī) 床 進(jìn) 行 機(jī) 電 調(diào) 整 ， 以 保 證 設(shè) 備 各 種 運(yùn)行 參 數(shù) 處 于 技 術(shù) 規(guī) 范 之 內(nèi) 。偶 發(fā) 故 障 是 在 正 常 運(yùn) 轉(zhuǎn) 階 段 ， 由 于 操 作 和 維 護(hù) 不 良 而 造 成 的 。 此 時(shí) ， 各 類 元器 件 器 質(zhì) 性 的 故 障 較 為 少 見 ， 但 不 排 除 偶 發(fā) 故 障 的 產(chǎn) 生 ， 所 以 ， 在 這 個(gè) 時(shí) 期 內(nèi)要 堅(jiān) 持 做 好 設(shè) 備 運(yùn) 行 記 錄 ， 以 備 排 除 故 障 時(shí) 參 考 。磨 損 故 障 是 由 于 年 久 失 修 和 磨 損 而 產(chǎn) 生 的 故 障 ， 故 障 頻 率 較 高 ， 故 障 性 質(zhì)屬 于 漸 發(fā) 性 。 例 如 橡 膠 件 的 老 化 ， 軸 襯 和 液 壓 缸 的 磨 損 ， 限 位 開 關(guān) 接 觸 靈 敏 度以 及 某 些 電 子 元 器 件 品 質(zhì) 因 素 下 降 等 。 按發(fā)生的故障性質(zhì)分類按 性 質(zhì) 可 分 為 系 統(tǒng) 性 故 障 和 隨 機(jī) 性 故 障 。 系 統(tǒng) 性 故 障 通 常 是 指 只 要 滿 足 一 定的 條 件 或 超 過 某 一 設(shè) 定 的 限 度 ， 工 作 中 的 數(shù) 控 機(jī) 床 必 然 會(huì) 發(fā) 生 的 故 障 。 如 :機(jī)床 加 工 因 切 削 量 過 大 達(dá) 到 某 一 極 限 值 時(shí) 必 然 會(huì) 發(fā) 生 過 載 或 超 溫 報(bào) 警 。隨 機(jī) 性 故 障 通 常 是 指 數(shù) 控 機(jī) 床 在 同 樣 的 條 件 下 工 作 時(shí) 只 偶 然 發(fā) 生 一 次 或 兩 次的 故 障 。 這 類 故 障 的 發(fā) 生 往 往 與 安 裝 質(zhì) 量 、 組 件 排 列 、 參 數(shù) 設(shè) 定 、 元 器 件 品 質(zhì) 、操 作 失 誤 與 維 護(hù) 不 當(dāng) ， 以 及 工 作 環(huán) 境 影 響 等 諸 因 素 有 關(guān) 。 由 于 其 具 有 偶 發(fā) 性 ，進(jìn) 行 原 因 分 析 與 故 障 診 斷 較 其 它 故 障 困 難 得 多 。．4 無錫開源機(jī)床廠機(jī)床故障此 處 用 故 障 樹 的 方 法 表 示 出 來 ， 如 圖 2 2 2 2 2 27 所示 ：11 / 49圖 22 機(jī)床故障總體結(jié)構(gòu)的故障樹圖 23 無心磨床故障樹12 / 49工件回轉(zhuǎn)軸心與砂輪軸心的運(yùn)動(dòng)精度不平行 ， 重新調(diào)整相對(duì)精度床頭主軸回轉(zhuǎn)精度超差滾動(dòng)軸承配合間隙松工件毛坯誤差過大冷卻水不充足砂輪力度不當(dāng)進(jìn)刀量過快機(jī)床振動(dòng)， 特別是砂輪電機(jī)振動(dòng)砂輪修整后形狀不正確外界環(huán)境振動(dòng)影響工件旋轉(zhuǎn)和砂輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)不恰當(dāng)工件圓度超差工件圓柱度超差工件表面燒傷工件表面振紋機(jī)械故障 （ 內(nèi)圓機(jī)床 ）圖 24 內(nèi)圓磨床的故障樹13 / 49 凸輪電機(jī)反轉(zhuǎn)電磁閥動(dòng)作不正常平衡壓力偏低電機(jī)接線不正確電磁閥發(fā)動(dòng)作不正確凸輪軸功能部分動(dòng)作不正確平衡壓力偏高到位兩只觸點(diǎn)行程開關(guān)相對(duì)位置調(diào)整不對(duì)電磁閥動(dòng)作失常氣流管道連接有誤氣壓單向閥節(jié)流螺釘未調(diào)好管道漏氣，回氣節(jié)流失控氣壓單向節(jié)流閥漏氣管道