1 前言
隨著數(shù)控機床產品應用普及率的不斷提高、高速化加工需求的不斷增加，使得遠程機械診斷功能已成為用戶選購數(shù)控機床產品時越來越重要的考慮因素。該功能既可以使機床制造商受益，又可以使機床制造商與用戶建立起長期和密切的關系。由于有了遠程機械診斷和服務系統(tǒng)，所以對數(shù)控機床用戶來說，可以：(1)實現(xiàn)預知維修，及早發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少機床停機時間，防止突發(fā)事故，提高生產率；當發(fā)現(xiàn)故障隱患無法停機時，用戶可以在遠程診斷和服務系統(tǒng)的指導下控制機床的加工，把損失降到最低。(2)把機床制造廠的專用知識傳遞給機床操作人員和維修人員，使機床利用率最高。(3)合理預測機床壽命，使機床在保質、保產情況下超期服役。同時，遠程機械診斷和服務還可為機床制造商帶來多方面的利益：可以減少服務人員和費用；方便地對機床使用情況進行質量跟蹤，發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，不斷提高機床質量；對設備進行狀態(tài)管理，實現(xiàn)事后維修、計劃維修和預知維修的有機融合。
2 系統(tǒng)構成及功能
數(shù)控機床遠程機械診斷及服務系統(tǒng)
該系統(tǒng)的主要功能模塊有：網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理模塊、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸模塊、網(wǎng)絡診斷服務程序和狀態(tài)監(jiān)測與遠程診斷軟件。
網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理模塊
在華中Ⅰ型數(shù)控系統(tǒng)的上層軟件中添加網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理模塊，將A/D數(shù)據(jù)采集卡采集到的數(shù)據(jù)按照一定的格式打成數(shù)據(jù)包，通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送給與此系統(tǒng)相連的網(wǎng)絡診斷服務程序。
網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理模塊的另一個功能是掃描診斷結果緩沖區(qū)，根據(jù)診斷結果調用相應的數(shù)控系統(tǒng)接口函數(shù)來控制機床的運動或調整系統(tǒng)參數(shù)等。
網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸模塊
網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸模塊也添加在數(shù)控系統(tǒng)的上層軟件中，主要負責接收數(shù)控系統(tǒng)中A/D數(shù)據(jù)采集卡所采集的數(shù)據(jù)，并對接收的數(shù)據(jù)按約定的格式進行解包，存放到發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，同時還要掃描接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中是否有待接收的參數(shù)信息或遠程分析系統(tǒng)傳回的診斷結果。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸模塊還負責接收采集數(shù)據(jù)的格式信息，如頻率、段數(shù)、點數(shù)等。
網(wǎng)絡診斷服務程序
遠程診斷服務系統(tǒng)為機床故障的分析和診斷提供了一個方便有效的工具，系統(tǒng)可以計算被診斷齒輪箱和電動機組的各種特征頻率，包括電動機和機械兩部分。進行電動機特征頻率計算需輸入的參數(shù)有：交流電動機的轉子槽數(shù)、定子槽數(shù)、極對數(shù)、實際轉速、鐵芯的外圓半徑、鐵芯的內圓半徑、鐵芯長度、電動機功率、電動機型號及電源頻率等。進行機械部分特征頻率計算需輸入的參數(shù)有：軸的轉速、軸承外徑、軸承內徑、軸承球徑、軸承滾珠(針)數(shù)、齒輪齒數(shù)、電源頻率及軸號等。
狀態(tài)監(jiān)測與遠程診斷軟件
為了監(jiān)測和診斷的準確有效性，在軟件系統(tǒng)中裝有經(jīng)過仔細篩選整理過的典型故障譜圖，并可根據(jù)運行經(jīng)驗積累所監(jiān)測機床的各種典型故障譜圖。同時，被授權的專業(yè)人員可以通過模塊中的知識編輯器自由地增添、刪減或修改診斷知識和模糊關系矩陣，以保證系統(tǒng)具有可靠和高質量的診斷結果。
實際進行故障診斷時，首先由計算機對故障信號進行FFT和倒譜分析，并根據(jù)幅頻圖，自動計算故障癥狀向量。再由計算機自動檢索故障診斷知識庫，并運用模糊邏輯診斷法，得出診斷結果。
3 技術特點
目前利用華中數(shù)控系統(tǒng)可以直接實施遠程診斷和遠程服務。在機床的數(shù)控系統(tǒng)上需安裝測振傳感器專用卡、遠程診斷軟件、調制解調器或ISDN、電話線。如果現(xiàn)場有多臺數(shù)控機床，可以通過現(xiàn)場局域網(wǎng)把多臺設備連接起來，再與遠程診斷中心的主機相連。在遠程診斷中心，PC機上需安裝專用的遠程診斷軟件、調制解調器或 ISDN、電話線。
遠程診斷服務系統(tǒng)具有三級保護措施，即必須輸入用戶名和密碼才能建立遠程連接；在現(xiàn)場控制系統(tǒng)上需要確認遠程診斷的連接；控制系統(tǒng)自身需要確認已經(jīng)定義好的節(jié)點的連接。
如果現(xiàn)場有多臺數(shù)控機床通過局域網(wǎng)連接，則可根據(jù)客戶的要求，預安裝ISDN和模擬路由器，這樣使用戶在網(wǎng)絡接入時有更高的安全性。
4 結束語
隨著數(shù)控機床的廣泛使用，遠程診斷服務系統(tǒng)不僅可以提高設備利用率，還可以減少維護費和服務費的支出，具有良好的應用前景。
目前，北京第一機床廠和北京工業(yè)大學合作將在北京建立遠程診斷中心，以迎接激烈的市場競爭，取得更好的效益。
