自主创新实践任务书铣床床故障检测流程分析.docx
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自主创新实践任务书铣床床故障检测流程分析
自主创新实践报告
设计题目铣床床故障检测流程分析
学生姓名杨芳
专业机电一体化
班级机电1003班
指导教师赵曾贻
摘要
X62W卧式万能铣床是当前职业学校机械、机电专业应用较多的实习设备，也是工厂中应用十分广泛的机械加工设备，在运行使用中不可避免地要产生各种故障，关键的问题是如何迅速诊断，确定故障部位，并及时排除解决，保证正常使用，提高生产效率。
也是为学生今后自学和可持续发展打好一个坚实的基础。
一般来说，随着故障类型的不同，采取的故障诊断的方法也就不同。
本文从数控机床故障诊断的内容、原则、方法等方面入手来简要阐述一下数控机床故障的诊断方法。
关键词：
普通铣床，电气控制，故障检测，维修
目录
摘要1
第一章基于检测树的铣床故障检测目标2
1.1设计要求3
1.2设计系统的功能及应用3
第二章设计系统现状与需求5
2.1机床故障检测系统现状5
2．1．1故障分类5
2．1．2原有检测做法与存在问题5
2．1．3现代智能化检测系统的发展6
第三章基于检测树的铣床故障检测方案7
3.1使用环境平台介绍7
3.1.1VFP关系数据库7
3.1.2IDEF系列及IDEF3过程图7
第四章设计实验过程9
4.1建立规范库表，分工录入故障9
4.2故障表合并整理，知识挖掘10
4.3故障树建构11
第五章实现结果及使用说明13
展望与讨论14
参考文献15
第一章基于检测树的铣床故障检测目标
设计目标名称：
铣床床故障检测流程分析
1.1设计要求
1、分析创新设计要求，找出原实训讲义。
2、查阅消化故障诊断资料
3、分析列出每个故障检测步骤。
4、集成整个硬故障检测树型路径。
5、整理并科学表达铣床故障检测技术文档。
1.2设计系统的功能及应用
X62W铣床是由普通机床发展而来。
它集于机械、液压、气动、伺服驱动、精密测量、电气自动控制、现代控制理论、计算机控制等技术于一体，是一种高效率、高精度能保证加工质量、解决工艺难题，而且又具有一定柔性的生产设备。
万能铣床的广泛应用，给机械制造业的生产方式、产品机构和产业机构带来了深刻的变化，其技术水平高低和拥有量多少，是衡量一个国家和企业现代化水平的重要标志。
从上世纪80年代起铣床制造业的发展虽有起伏但对自动控制技术和自动铣床床一直给予较大的关注。
经过九五自动车床和加工中心包括自动铣床的产业化生产基地的形成，所生产的中档普及型自动铣床的功能性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力。
但在中高档自动铣床方面与国外一些先进产品相比仍存在较大差距。
这是由于欧美日等先进工业国家于80年代先后完成了自动机床产业进程，其中一些著名机床公司致力于科技创新和新产品的研发引导着数控机床技术发展，如美国英格索尔公司和德国惠勒喜乐公司对用于汽车工业和航空工业高速数控铣床的发展日本牧野公司对高效精密加工中心所作的贡献，德国瓦德里希公司在重型龙门五面加工铣床方面的开发以及日本马扎克公司研发的车铣中心对高效复合加工的推进等等。
相比之下，我国大部分数近代机床产品在技术处于跟踪阶段。
随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。
在控制方法上，从手动控制发展到自动控制;在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从策重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微型计算机为中心的网络化自动控制系统。
X62W铣床综合了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。
利用刀具对金属毛坯进行切削，从而加工出机械零件的工作机械称为金属切削机床，简称机床。
机床是现代机械制造业中最重要的加工设备，在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量约占机械制造总工作量的40%-60%。
机床的性能直接影响机械产品的性能、质量和经济性。
因此，它是国民经济中具有战略意义的基础工业，机床的拥有量及其先进程度将直接影响到国民经济各部门生产发展和技术进步的能力。
第二章设计系统现状与需求
设计目标名称：
铣床床故障检测流程分析
2.1机床故障检测系统现状
2．1．1故障分类
1、主轴停车时无制动；2、主轴停车后产生短时反转旋转，3、按下停止按钮后，主轴主轴电机不旋转；4、工作台不能做向下运动；5、工作台不能做纵向进给运动；6、工作台各个方向都不能做进给运动；7、工作台不能做快速进给。
2．1．2原有检测做法与存在问题
故障一：
在按下停止按钮后反接制动接触器KM2不吸合，查找接触器KM2触电不吸合的原因；速度继电器或按钮支路出现故障，导致在操作主轴变速冲动手柄时有冲动，但主轴停车时没有制动，处理速度继电器或按钮支路；KM2、R的制动回路存在缺两相故障，查找缺两相原因；速度继电器的动合触点断开过早，查找速度继电器过早断开的原因。
故障二：
调整速度继电器KS动触电弹簧。
故障三：
在按下停止按钮后，接触器KM3不释放，说明接触器KM3主触点熔焊，处理接触器KM3被熔焊的主触点或更换接触器KM3；在按下停止按钮后，接触器KM3能释放，KM2吸合后有“嗡嗡”声，或转速过低，说明制动接触器KM2主触点只有两相接通，电动机不会产生反向转矩，使电动机缺相运行，重新接好接触器KM2主触点进出线接头；在按下停止按钮后电动机能反接制动，但放开停止按钮后，电动机又再次启动，表明启动按钮在启动电动机M1后绝缘被击穿，更换主轴电动机的启动按钮。
故障四：
假设故障点在图区20上行程开关SQ4-1由于安装螺钉松动而移动位置，造成操纵手柄虽然到位，但触点仍不能闭合，在检查时，若进行进给变速冲动控制正常后，也就说明线路11-21-22-17是完好的，在通过想左进给控制正常，又能排除线路18-17和24-25-0存在故障的可能性。
缩小范围到18-SQ4-1-24的范围内。
故障五：
纵向或垂直进给不正常，导致进给电动机M2、主电路、接触器KM5和KM4、行程开关SQ1和SQ3-1及与纵向进给相关的公共支路都不正常。
此时SQ6-2（13-14），SQ4-2（14-15）、SQ3-2（15-16）中至少有一对接触器不良或损坏，导致工作台不能向左或向右进给，应首先检查纵向或垂直进给是否正常。
如果正常，则进给电动机M2、主电路、接触器KM1和KM4、SQ1、SQ3-1及与纵向进给相关的公共支路都正常；如果不正常，则应检查SQ6-2（13-14）、SQ4-2（14-15）、SQ3-2（15-16）等的触点，对其中有问题的触点进行清理修复，若损坏，则更换；SQ6变速冲动开关，常因变速时手柄操作过猛而损坏，若SQ6变速冲动开关损坏，则修复或更换。
故障六：
控制回路电压可能不正常，用万用表检查各个回路的电压是否正常，若控制回路的电压正常，可扳动手柄到任一运动方向，观察其相关的接触器是否吸合，若吸合则控制回路正常；控制回路的接触器不吸合，查明接触器不吸合的原因，并予以处理；接触器主触点接触不良，紧固接触器主触点接线，清除表面污垢、氧化物及修复触点；电动机接线脱落或绕组断路，重新接线或重新绕、更换电动机绕组。
故障七：
由于线头脱落、线圈损坏或机械卡死而导致牵引电磁铁回路不通，如线头脱落，则接好线;如线圈坏，则更换线圈；如机械卡死，则查找卡死原因并予以处理；杠杆卡死或离合器摩擦片间隙调整不当，如杠杆卡死，则查找原因并予以处理；如离合器摩擦片间隙调整不当，则重新调整离合器的间隙，使其符合要求。
2．1．3现代智能化检测系统的发展
检测系统可以分为两大类。
第一类是通用检测系统，以通用仪器为主，如万用表、示波器、频率计、信号发生器、频谱分析仪等，这一类检测系统通常在实验室发挥作用。
第二类为专用检测系统，用于特殊的目的，如医疗、地震、航空航天、煤炭化工、冶金、加工业等，各种场合都有很多的专用仪器及设备，因此，专用检测系统品种更加繁多。
自动检测系统是帮助完成整个检测处理过程的系统。
目前，非电量的检测常常采用电测法，即先将采集到的各种非电量转换为电量，然后再进行处理，最后将非电量值显示出来或记录下来。
当代检测系统越来越多的使用计算机或微处理器来控制执行机构的动作。
检测技术、计算机技术与执行机构等配合就能构成某些工业控制系统。
第三章基于检测树的铣床故障检测方案
3.1使用环境平台介绍
3.1.1VFP关系数据库
关系数据库是建立在关系数据库模型基础上的数据库，借助于集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据。
目前主流的关系数据库有oracle、SQL、access、db2、sqlserver，sybase等。
是对事实,概念或指令的一种特殊表达形式,可以用人工的方式或自动化的装置进行通信,翻译转换或者进行加工处理.它包括两类:
一类是能参与数字运算的数值型数据一类是不能参与数值型数据;数值型数据数字运算的非数值型数据如文字,非数值型数据,图画,声音,非数值型数据活动图象等。
VFP6.0关系数据库的特点是完善了关系型数据库的概念,采用了Rushmore技术,引入了SQL命令;支持多种数据交换格式;采用了可视化的面向对象的程序设计方式;提供了功能完善的集成环境和丰富的开发工具.
3.1.2IDEF系列及IDEF3过程图
IDEF的含义是集成计算器辅助制造（IntegratedComputer－AidedManufacturing，ICAM）DEFinition。
最初的IDEF方法是在美国空军ICAM项目建立的，IDEF是用于描述企业内部运作的一套建模方法，由美国空军发明，现在则根据知识基础系统开发的。
它本来只是运用在制造业上的，经过改造后用途变广泛了，适用于一般的软件开发。
从IDEF0到IDEF14（包括IDEF1X在内）共有16套方法，每套方法都是通过建模程序来获取某个特定类型的信息。
IDEF方法是用于创建各种系统的图像表达、分析系统模块、创建系统的最佳版本和帮助不同系统之间的转换。
IDEF有时与差异分析并用。
IDEF3：
IDEF3过程描述获取方法是为收集和记录过程提供了一种机制。
IDEF3以自然的方式记录状态和事件之间的优先和因果关系，办法是为表达一个系统、过程或组织如何工作的知识提供一种结构化的方法。
IDEF3可以：
记录在调研过程中产生的原始数据；确定信息资源在企业的主要业务流程中的作用；记录决策过程，特别是关于制造、工程和维修的产品定义数据的决策过程；管理数据配置和更改控制策略定义；进行系统设计和分析；提供仿真模型。
IDEF3描述现有系统或建议系统的行为方面内容。
IDEF3作为描述系统直觉知识的工具，获取的过程知识是结构化的。
IDEF3还记录了所有时间性的信息，包括与企业处理过程相关的优先和因果关系。
IDEF3描述的结果是为分析和设计模型提供一个结构化的知识库。
与构造预测性的数据模型的仿真语言（如SIMAN，SLAM，GPSS，WITNESS）不同，IDEF3构造一个结构化的描述。
这些描述获取关于系统实际运作什么或将要做什么，同时提供该系统的不同用户的视图表示。
IDEF3有两种描述方式：
过程流和对象状态转变网络。
IDEF3过程流描述过程以及过程之间的关系网络，描述“如何做”的知识，如描述一个部位在制造过程中发生的情况。
这些过程间的关系是在整个业务流程中产生的，描述的目的是说明事物是如何运作的。
第四章设计实验过程
设计目标名称：
铣床故障录入
4.1建立规范库表，分工录入故障
图4.1-1分工录入K26-K27故障表
图4.1-2分工录入K26-K27故障表
图4.1-3分工录入K26-K27故障表
4.2故障表合并整理，知识挖掘
故障表合并：
图4.2-1故障合并表
图4.2-2故障合并表
图4.2-3故障合并表
4.3故障树建构
图4.3故障树建构图
图4.4故障树建构图
第五章实现结果及使用说明
实现结果：
通过应用关系数据库收集整理，绘制出X62W铣床故障检测流程图，以及IDEF3过程图表示检测树。
这一实践方便了我们对于X62W铣床故障的检测。
使用故障树的方法检测故障它是一种从系统到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。
它从系统开始，通过由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝图，来分析故障事件（又称顶端事件）发生的概率。
同时也可以用来分析零件、部件或子系统故障对系统故障的影响，其中包括人为因素和环境条件等在内。
它对系统故障不但可以做定性的而且还可以做定量的分析；不仅可以分析由单一构件所引起的系统故障，而且也可以分析多个构件不同模式故障而产生的系统故障情况。
因为故障树分析法使用的是一个逻辑图，因此，不论是设计人员或是使用和维修人员都容易掌握和运用，并且由它可派生出其他专门用途的“树”。
例如，可以绘制出专用于研究维修问题的维修树，用于研究经济效益及方案比较的决策树等。
由于故障树是一种逻辑门所构成的逻辑图，因此适合于用电子计算机来计算；而且对于复杂系统的故障树的构成和分析，也只有在应用计算机的条件下才能实现。
显然，故障树分析法也存在一些缺点。
其中主要是构造故障树的多余量相当繁重，难度也较大，对分析人员的要求也较高，因而限制了它的推广和普及。
在构造故障树时要运用逻辑运算，在其未被一般分析人员充分掌握的情况下，很容易发生错误和失察。
例如，很有可能把重大影响系统故障的事件漏掉；同时，由于每个分析人员所取的研究范围各有不同，其所得结论的可信性也就有所不同。
展望与讨论
此次自主创新实践是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。
查找资料，老师指导，与同学交流，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。
通过这次实践，我了解了万能铣床的用途及工作原理，也学习到了两个新软件：
IDEF3、VFP关系数据库。
锻炼了自学能力，培养了自己独立设计能力。
随着工业自动化，对工业智能化程度的要求越来越高，以及市场经济要求制造业对市场需求作出迅速反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。
为满足这一要求，生产设备和自动生产线的枯燥系统必须具有极高的可靠性与灵活性，这就需要使用智能化程度高的枯燥系统来取代传统的枯燥系统，使电气控制系统的工作更加灵活、可靠，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件。
当代检测系统越来越多的使用计算机或微处理器来控制执行机构的动作。
检测技术、计算机技术与执行机构等配合就能构成某些工业控制系统。
参考文献
[1]邝孔武，王晓敏.信息系统开发与管理.中国人民大学.2009
[2]李响初等.机床电气控制线路识图.中国电力出版社.2009
[3]张桂金.电气控制线路故障分析与处理.西安电子科技大学出版社.2009
[4]顾德英,罗长杰等.现代电气控制技术.北京邮电大学出版社.2006
[5]田淑珍.电机与电气控制技术.北京机械工业出版社.2009[6]王也仿.可编程控制器应用技术.机械工业出版社.2004
[7]祝胜林.21世纪计算机应用基础课程教材-数据库原理与应用（VFP）.华南理工大学出版社.2005
[8]王永华.等考通计算机等级考试上机考试题库二级VisualFoxPro数据库程序设计.清华同方光盘电子出版社2009
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