屈省源

摘要：现阶段，社会经济发展迅猛，数控机床被广泛应用于各类企业。为此，企业应对数控机床预测性维护进行深入研究，采用多元数据驱动方式提升数控机床预测性维护效率，确保數控机床设备安全运行。本文将针对多元数据驱动的数控机床预测性维护方法及系统进行分析，并提出一些策略，仅供各位同仁参考。

关键词：多源数据;数控机床;预测性维护;方法及系统

中图分类号：TG659                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）16-0129-02

1  多元数据驱动的内容

1.1 PLC技术

在数控机床中，PLC技术非常关键，它能较为高效地将机床与数控设备进行连接。通常来说，PLC技术是指，在CNC装置下达操作指令后，对其进行相应的译码处理，而后结合处理数据对数控机床进行控制。此外，通过PLC技术，能有效对数控机床的逻辑信号进行反馈。在数控机床工作时，工作人员需要先将经过调试的应用程序输入PLC中，而后它会将输入信号与对应元件进行连接，而后输入到模板的输出端。通过PLC技术，能实现信号与程序的完美契合，从而提升数控机床工作效率。

1.2 PLC技术在数控机床故障的表现形式

其一，借助警报发现故障。若想利用PLC技术发现数控机床故障，需要CNC具备相应的检测能力。通常来说，PLC与CNC能够进行信息交互，若是CNC发出故障警报，工作人员可结合相应数据，对故障位置、原因进行直接判别，从而将问题解决。

其二，产生警报未能显示原因。现阶段，多数数控机床的故障诊断系统并未得到充分完善，在出现故障时，一些CNC警报只能提示数控机床发生故障，但并不能定位出故障产生的原因和位置，此外，部分CNC警报所产生的提示与实际故障并未产生直接联系。此种情况下，需要工作人员凭借判别经验，对各类信号进行精确分析，并将数据整合进行判断，以此得出故障原因。

其三，出现警报未发现故障。在生产中，若是CNC发出故障警报，但数控机床并未出现故障现象，这就需要工作人员结合数控机床动作、原理等信息，对警报原因进行判断，从而找出潜在的风险因素。

1.3 粗糙集与SimRank算法

预测性维护的基础是诊断算法，为此，需要借助TensorFlow平台实现本功能。在实践中，工作人员可尝试将粗糙集与SimRank算法引入TensorFlow平台，以此更好地对数控机床可能产生的各类故障进行预测。在对故障进行预测时，经常会出现大量的异常警报，其中部分警报并没有实际意义。为此，若想提升数控机床预测性维护效率，突出有用的异常警报，需要借助粗糙集进行相应计算，以此对警报信息类型、数据进行判别，提升警报的准确程度。同时，借助SimRank算法，可以将异常警报与数据库中的类似故障信息进行比对，从而有效解决异常警报的问题，提升预测警报的准确性。

2  基于多元数据驱动的数控机床故障类型分析

2.1 电源故障

若想确保数控机床稳定运行，正常的电源供给系统必不可少。若是电源出现问题，必然导致整个数控机床停止运行，严重影响企业生产效率，电源故障也是数控机床的常见故障类型之一。现阶段，我国数控机床设备制造水平逐年提升，但是，为更好地确保数控机床整体正常运行，采用的操作系统多是以国外为主。不过，不同国家电流、电压标准并不相同，部分在国外正常运行的数控机床设备在我国电压环境下并不能正常运行，若是需要使用此类数控机床设备，就必须对供电问题提起充分重视。

此外，在实际工作中，数控机床可能会因为各类因素，致使整个供电系统发生问题，若是数控机床的电气系统出现问题，很容易会对数据库的部分信息造成影响，比如丢失等，严重时可能会导致数控机床系统瘫痪。为避免此类情况发生，企业应为每个数控机床设备安装独立配电箱，确保所供电流、电压的稳定。同时，若是所在区域出现电压不稳情况，可增设三相交流稳压设备。为降低数控机床发生漏电、串电等问题发生的概率，数控机床电源还应进行接地，以此保证数控机床设备安全运行。为提升电源系统的稳定性、可靠性，可尝试在数控机床中引入三相五线模式，并确保中线、地线分隔开来。

2.2 断路故障

在数控机床设备中，断路故障是一种较为常见的情况。通常来说，造成数控机床断路的原因多是由导线连接不牢、电气元件损坏等。在数控机床工作中，部分电气元件的触点温度过高，时间长了之后，很容易在表面发生氧化问题，从而降低元件与线路的紧密性，造成断路问题。此外，在进行数控机床安装时，部分元器件的螺丝未被拧紧，在数控机床工作时，振动因素会导致这些元件松动，从而出现断路。在实际工作中，若是数控机床设备出现断路问题，工作人员可结合实际情况，对断路产生的原因进行分析，并通过万用表、电压器等设备，对数控机床电路进行检查，以此判定是否发生了断路问题。

在实际操作中，工作人员可借助电阻器，对数控机床的电路系统分析，以此判别是否发生断路问题。同时，可结合数控机床设备的电路图，采用分段测量的方式，结合得到的电阻器数据，对断路位置进行精准定位。若是想要借助电压器解决断路问题，工作人员首先应接通数控机床电源，而后结合点图原理图，对电压数据进行分段测量，结合所测电压的大小对故障部位进行定位。此外，通过短接也能有效判定数控机床是否发生断路。通过在可能发生断路的位置进行短接，并利用电阻器测量相应数据，若是短接后问题消失，则可判定短接部分即为断路位置。

2.3 计算机故障

若是数控机床设备在正常运行时，计算机发生故障，整个生产将受到较大影响。一般来说，计算机故障通常可表现为两个方面，其一是報警故障，其二则是按键故障。若在数控机床运行时，计算机设备突然断电，整个加工程序则会出现错乱的情况，甚至会导致一些计算机数据丢失。为避免此类情况出现，企业可借助备用电池，对数控机床的各类数据进行相应记录，当电量不足时，数控设备会出现故障警报，工作人员检查后可将电池更换，同时对各类数据进行查验，检查其完整度，以此确保系统运行正常。此外，对于按键故障，工作人员可在诊断后，对按键进行更换，以此解决对应问题。

3  基于多元数据驱动的数控机床预测性维修策略

3.1 PLC技术诊断中的运用

通常来说，数控机床与PLC进行信息交换通常会按照某一特定顺序开展。为此，工作人员可经常观察数控机床状态，对部分异常状态进行分析，以此对可能出现的故障进行预测。例如，在数控机床工作时，系统在接收到换刀命令时没有响应，工作人员可观察机械臂，分析是否有异物卡阻。CRT产生报警时，工作人员可对警报信号进行相应分析，而后可能会发现刀具与刀库间的检测信息为“0”，这就表明刀或者刀库并未在指定位置。

另外，工作人员若是发现开关无信号，可对刀库开关进行检查。首先，检查人员可从刀座入手，而后借助铁片等工具靠近感应开关，以此判别刀库附近的感应开关是否存在问题。其次，工作人员可对换刀机械臂的移动部位进行检查，确保换刀动作可以正常运行。在对机械臂检查时，可利用手动开启YV21电磁阀，以此检查机械臂是否能够正常伸出、缩回。综上分析，若是PLC信号正常，不存在误输或指令错误的情况，则是PLC内部出现问题。

3.2 PLC诊断数控机床故障的方法

在实际应用中，为提升数控机床预测维护效率，应结合不同类型的工作性质对PLC技术优化，从深层分析数控机床故障产生的原因，而后方可开展更为高效地控制措施。在数控机床诊断中，通常可采用动态跟踪方式进行诊断。一般来说，PLC技术能较为高效地对数控机床进行故障预测，但其本身也可能会出现问题，这将对其正确反映故障问题产生影响。在日常工作中，可能会出现输入、输入数据都为正常，但数控机床运行过程异常的情况，这就需要采用动态追踪的发哪个是，结合PLC技术的原理对数控机床故障进行合理检测。随着信息技术发展，数控系统的精密度逐渐提升，其功能也有较大更新，很多设备具备了自我诊断功能。同时，结合PLC技术，工作人员能在较短时间内对故障产生的原因进行分析，并借助各类辅助手段，找到数控机床发生问题的部位，从而快速解决相应问题，确保设备正常运行。

3.3 PLC在数控机床的工作步骤

为进一步提升PLC技术在数控机床中的应用水平，应确保其在一个较为科学的框架下工作。技术人员首先需要对整个工作流程进行梳理，确保在此流程下不存在技术盲点，而后将PLC技术引入到数控机床中，以此更为高效地进行故障诊断。在实际工作中，技术人员可结合PLC的诊断结果，对故障信息进行详细分类，而后结合不同的故障类型，对可能发生问题的区域进行查验，以此完成故障判定，为后续故障排除工作打下坚实基础。在进行分析时，工作人员需要结合PLC的各项数据、指标，对CNC、控制信号等数据进行收集，以此明确故障产生的位置是否与PLC、机床、CNC有关。在此基础上，技术人员可借助其他手段，对故障区域进行详细排查，以此对数控机床问题进行准确定位，提升故障排除工作效率，确保数控机床设备能在较短时间内恢复运行，提升企业生产效率。

3.4 PLC急停报警故障中的应用

当数控机床发生故障时，为确保整个系统的安全，工作人员通常会采用急停操作。在生产中，急停功能对确保工作人员安全，提升数控机床稳定性有极为重要的促进作用。为更好地应对急停报警，在实用性原则指引下，工作人员需要对数控机床的合理性进行分析，将冗余部分排除，避免其影响发现故障的效率。在实际操作中，工作人员可对CNC、PLC以及数控机床间的各类数据进行分析，而后找到数据断裂的部分，以此找到故障发生的大致位置，而后在相应区域记性详细排查。同时，工作人员要经常对故障类型进行总结，以此为后续故障预测打下坚实基础。在发生急停警报后，工作人员可通过开机自诊方式，对整个数控机床工作流程进行整理，从而在这一过程中发现可能出现问题的部分，并积极采取相应行动，尽可能做到早发现、早处理。通过对多源数据进行分析，能有效避免各类急停情况出现，从而有效提升了数控机床在运行过程中的稳定性，这对提升数控机床使用寿命、运行效率意义重大，也是企业进行顺利生产的重要基石。

4  总结

综上所述，通过对多源数据进行分析，工作人员能在较短时间内发现数控机床设备可能存在的各类问题，为预测性维护工作开展打下了坚实基础。在实践中，企业可通过对现有故障类型总结、搭建故障数据库等方式，为预测维护提供数据支持。同时，企业要不断优化现有的数控机床维护方式与系统，积极引入新的数控维护技术，在无形中促使数控机床维护效率得到进一步提升。

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