本發(fā)明為數(shù)控機(jī)床故障診斷領(lǐng)域，具體地來講為一種數(shù)控機(jī)床故障診斷教學(xué)系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

隨著我國企業(yè)的高速發(fā)展，有越來越多的數(shù)控設(shè)備裝備企業(yè)，數(shù)控設(shè)備的工作狀態(tài)關(guān)系到企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，但隨著時間的推移，數(shù)控設(shè)備的維護(hù)維修工作就顯得至關(guān)重要了，企業(yè)中不僅需要能維修數(shù)控機(jī)床的高技能人才，也非常需要懂得機(jī)床基本維護(hù)知識的操作工人。而我們企業(yè)中往往都是以師傅帶徒弟的模式培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的維修人員，這樣是遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)階段的企業(yè)需求。在這種情況下，高等職業(yè)院校對數(shù)控維修高技能型人才的培養(yǎng)至關(guān)重要，要想培養(yǎng)出優(yōu)秀的數(shù)控維修高技能型人才，配套的數(shù)控維修實訓(xùn)設(shè)備必不可少。

通過大量的市場調(diào)查，用于數(shù)控維修類的實驗臺國外較少，不僅價格昂貴，而且并不符合我國的現(xiàn)階段的需求。而國內(nèi)有華中數(shù)控模擬實驗臺、天煌教儀、溫州亞龍數(shù)控維修設(shè)備、廣數(shù)數(shù)控原理機(jī)、成都天川教學(xué)儀器、南京巨森自動化設(shè)備等實驗臺。通過認(rèn)真分析研究，發(fā)現(xiàn)這些數(shù)控類實驗臺在用于數(shù)控維修人員的培訓(xùn)方面有以下缺點：

(1)都使用某一品牌數(shù)控系統(tǒng)，學(xué)習(xí)人員對其它數(shù)控系統(tǒng)不了解，造成學(xué)習(xí)單一，完全不符合專業(yè)維修人員的培養(yǎng)、

(2)很多都不是專門的維修實驗臺，只是簡單的模擬數(shù)控運動、電氣元件線路的連接。

(3)沒有設(shè)備故障的講解和展示，一些常見的機(jī)械和電氣故障發(fā)生的原因、位置、處理都沒有讓培訓(xùn)人員了解透徹。

(4)價格普遍較貴，都在5萬元以上。

現(xiàn)階段要找到一條符合實際情況，又能又好又快的對維修人才全面培養(yǎng)的路子。對現(xiàn)有舊的數(shù)控設(shè)備進(jìn)行升級，擴(kuò)展其功能，讓它變成數(shù)控維修故障診斷平臺，可以人為設(shè)置故障，讓學(xué)生自己動手發(fā)現(xiàn)故障，解決故障。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置與診斷的考核方法，以克服現(xiàn)有故障診斷設(shè)備與實際設(shè)備不符、價格昂貴的缺點，可以與現(xiàn)有的數(shù)控設(shè)備相結(jié)合，進(jìn)行故障設(shè)置、診斷和考核。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種數(shù)控機(jī)床故障診斷教學(xué)方法，該方法包括：

根據(jù)數(shù)控機(jī)床故障點在數(shù)控機(jī)床原電路中進(jìn)行故障設(shè)置，并將每個故障點通過plc控制；

設(shè)計plc及觸摸屏程序，通過觸摸屏進(jìn)行故障設(shè)置，控制軟件模塊中開關(guān)的通斷，進(jìn)而控制故障點線路的通斷；

考核者在軟件設(shè)置每次考核的故障點，進(jìn)而切斷數(shù)控機(jī)床原電路中相應(yīng)故障點電路，完成故障設(shè)置；

被考核者應(yīng)用故障檢測工具進(jìn)行故障檢測，檢測出故障點后，選擇相應(yīng)的故障現(xiàn)象，然后根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行故障排除操作，完成故障診斷與排除操作；

記錄被考核者對故障現(xiàn)象的選擇和排除操作與正確操作進(jìn)行對比，根據(jù)故障檢測情況和排除的故障點數(shù)給出考核分?jǐn)?shù)。

進(jìn)一步地，根據(jù)數(shù)控機(jī)床故障點在數(shù)控機(jī)床原電路中進(jìn)行故障設(shè)置包括：

選擇數(shù)控機(jī)床故障點，確定該故障點受哪個電路通斷的影響，確定故障大類，并在故障大類中的具體故障點進(jìn)行編號，每個故障點一個編號；

將數(shù)控機(jī)床原電路對應(yīng)的故障點線路剪斷，將剪斷的兩根線連接至繼電器的開關(guān)端子中，該繼電器的通斷可以控制故障點線路的通斷，進(jìn)行故障設(shè)置。

進(jìn)一步地，數(shù)控機(jī)床的故障點按主軸類故障、進(jìn)給軸類故障、換刀類故障、急停類故障、輔助功能類故障進(jìn)行分類，每類故障設(shè)計多個故障點。

一種數(shù)控機(jī)床故障診斷教學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

故障設(shè)置電路模塊，包括plc，以及與多個繼電器，所述繼電器根據(jù)數(shù)控機(jī)床故障點在數(shù)控機(jī)床原電路中進(jìn)行中安裝，設(shè)計plc及觸摸屏程序，通過觸摸屏進(jìn)行故障設(shè)置，控制軟件模塊中開關(guān)的通斷，進(jìn)而控制故障點線路的通斷；

故障診斷考核模塊，包括故障設(shè)置板塊、故障診斷模塊、故障排除板塊和故障考核板塊，

所述故障設(shè)置板塊，考核者設(shè)置每次考核設(shè)置的故障點，進(jìn)而切斷數(shù)控機(jī)床原電路中相應(yīng)故障點電路，完成故障設(shè)置；

所述故障診斷模塊，被考核者應(yīng)用故障檢測工具進(jìn)行故障檢測，檢測出故障點后，在故障診斷模塊選擇相應(yīng)的故障現(xiàn)象；

所述故障排除板塊，被考核者根據(jù)故障診斷模塊選擇相應(yīng)的故障現(xiàn)象，根據(jù)原理圖重新連接故障線路，以排除相應(yīng)故障點，并對故障排除結(jié)果進(jìn)行賦分；

所述故障考核板塊，賦分的結(jié)果進(jìn)入至故障考核板塊，通過考核者查看被考核者的考評分?jǐn)?shù)及考評情況。

進(jìn)一步地，plc通過設(shè)置梯形圖程序?qū)^電器進(jìn)行控制，將繼電器的常開觸點串聯(lián)至數(shù)控機(jī)床的原電路中。

進(jìn)一步地，故障設(shè)置電路模塊選擇數(shù)控機(jī)床故障點，確定該故障點受哪個電路通斷的影響，確定故障大類，并在故障大類中的具體故障點進(jìn)行編號，每個故障點一個編號；

將數(shù)控機(jī)床原電路對應(yīng)的故障點線路剪斷，將剪斷的兩根線連接至繼電器的開關(guān)端子中，該繼電器的通斷可以控制故障點線路的通斷，進(jìn)行故障設(shè)置。

進(jìn)一步地，故障分類模塊，將數(shù)控機(jī)床的故障點按主軸類故障、進(jìn)給軸類故障、換刀類故障、急停類故障、輔助功能類故障進(jìn)行分類，每類故障設(shè)計多個故障點，所述故障設(shè)置板塊故障分類模塊的分類進(jìn)行故障點設(shè)置。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：

本發(fā)明將繼電器的常開觸點接入原設(shè)備的電路中，可以實現(xiàn)對原設(shè)備相應(yīng)電路控制功能的故障故障設(shè)置，通過檢測工具檢測出故障點后，通過開發(fā)的應(yīng)用軟件進(jìn)行故障診斷和故障的排除，故障診斷排除之后，系統(tǒng)對診斷和排除的結(jié)果進(jìn)行考核評分。

數(shù)控機(jī)床故障診斷考核系統(tǒng)和模塊設(shè)計以西門子808d數(shù)控車床實驗臺為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)，在保留設(shè)備原有功能的基礎(chǔ)上，以plc控制器為核心，作為故障設(shè)置功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對原數(shù)控維修設(shè)備的控制電路進(jìn)行變更升級，實現(xiàn)各類故障設(shè)置、診斷和考核功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的操作流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)模塊框圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的通過設(shè)置電路模塊在原有的數(shù)控機(jī)床原系統(tǒng)電源設(shè)置的故障點電路圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的通過設(shè)置電路模塊在原有的數(shù)控機(jī)床原進(jìn)給控制設(shè)置的故障點電路圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的通過設(shè)置電路模塊在原有的數(shù)控機(jī)床原主軸控制電路設(shè)置的故障點電路圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的通過設(shè)置電路模塊在原有的數(shù)控機(jī)床原plc輸入、輸出電路設(shè)置的故障點電路圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的數(shù)控機(jī)床故障考核系統(tǒng)硬件電路圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一種數(shù)控機(jī)床故障診斷教學(xué)方法，該方法包括：

根據(jù)數(shù)控機(jī)床故障點在數(shù)控機(jī)床原電路中進(jìn)行故障設(shè)置，并將每個故障點通過plc控制；

設(shè)計plc及觸摸屏程序，通過觸摸屏進(jìn)行故障設(shè)置，控制軟件模塊中開關(guān)的通斷，進(jìn)而控制故障點線路的通斷；

考核者在軟件設(shè)置每次考核的故障點，進(jìn)而切斷數(shù)控機(jī)床原電路中相應(yīng)故障點電路，完成故障設(shè)置；

被考核者應(yīng)用故障檢測工具進(jìn)行故障檢測，檢測出故障點后，選擇相應(yīng)的故障現(xiàn)象，然后根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行故障排除操作，完成故障診斷與排除操作；

記錄被考核者對故障現(xiàn)象的選擇和排除操作與正確操作進(jìn)行對比，根據(jù)故障檢測情況和排除的故障點數(shù)給出考核分?jǐn)?shù)。

根據(jù)數(shù)控機(jī)床故障點在數(shù)控機(jī)床原電路中進(jìn)行故障設(shè)置包括：

選擇數(shù)控機(jī)床故障點，確定該故障點受哪個電路通斷的影響，確定故障大類，并對故障大類中的具體故障點進(jìn)行編號，每個故障點一個編號；

將數(shù)控機(jī)床原電路對應(yīng)的故障點線路剪斷，將剪斷的兩根線連接至繼電器的開關(guān)端子中，該繼電器的通斷可以控制故障點線路的通斷，進(jìn)行故障設(shè)置。

數(shù)控機(jī)床的故障點按主軸類故障、進(jìn)給軸類故障、換刀類故障、急停類故障、輔助功能類故障進(jìn)行分類，每類故障設(shè)計多個故障點。

參見圖2結(jié)合圖7，本發(fā)明提供了一種數(shù)控機(jī)床故障診斷教學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

故障設(shè)置電路模塊，包括plc，以及與多個繼電器，所述繼電器根據(jù)數(shù)控機(jī)床故障點在數(shù)控機(jī)床原電路中進(jìn)行中安裝，設(shè)計plc及觸摸屏程序，通過觸摸屏進(jìn)行故障設(shè)置，控制軟件模塊中開關(guān)的通斷，進(jìn)而控制故障點線路的通斷；

故障診斷考核模塊包括故障設(shè)置板塊、故障診斷模塊、故障排除板塊和故障考核板塊，

故障設(shè)置板塊用于考核者設(shè)置每次考核的故障點，進(jìn)而切斷數(shù)控機(jī)床原電路中相應(yīng)故障點電路，完成故障設(shè)置；

故障診斷模塊用于被考者應(yīng)用故障檢測工具進(jìn)行故障檢測，檢測出故障點后，在故障診斷模塊選擇相應(yīng)的故障現(xiàn)象；

故障排除板塊用于被考核者根據(jù)故障診斷模塊選擇相應(yīng)的故障現(xiàn)象，根據(jù)原理圖重新連接故障線路，以排除相應(yīng)故障點，并對故障排除結(jié)果進(jìn)行賦分；

故障考核板塊用于考核者通過故障考核板塊查看被考核者的考評分?jǐn)?shù)及考評情況。

故障設(shè)置電路模塊用于選擇數(shù)控機(jī)床故障點，確定該故障點受哪個電路通斷的影響，確定故障大類，并在故障大類中的具體故障點進(jìn)行編號，每個故障點一個編號；

將數(shù)控機(jī)床原電路對應(yīng)的故障點線路剪斷，將剪斷的兩根線連接至繼電器的開關(guān)端子中，該繼電器的通斷可以控制故障點線路的通斷，進(jìn)行故障設(shè)置。

故障分類模塊將數(shù)控機(jī)床的故障點按主軸類故障、進(jìn)給軸類故障、換刀類故障、急停類故障、輔助功能類故障進(jìn)行分類，每類故障設(shè)計多個故障點，所述故障設(shè)置板塊故障分類模塊的分類進(jìn)行故障點設(shè)置。

故障點的設(shè)置如下：

參見圖3，本發(fā)明實施例提供的通過設(shè)置電路模塊在原有的數(shù)控機(jī)床原系統(tǒng)電源設(shè)置的故障點電路圖，圖中ka1-ka12為故障設(shè)置模塊中繼電器的常開觸點，ka1-ka12常開觸點的通斷由故障設(shè)置模塊進(jìn)行設(shè)置，常開觸點設(shè)置為斷開狀態(tài)時，即完成了相應(yīng)故障點的設(shè)置，常開觸點設(shè)置為閉合狀態(tài)時，故障點線路正常工作。ka1、ka9為系統(tǒng)上電故障點，ka2、ka10為刀架正轉(zhuǎn)故障點，ka3、ka11為刀架反轉(zhuǎn)故障點，ka4、ka12為冷卻故障點，ka5、ka6為系統(tǒng)電源故障點，ka7、ka8為伺服工作電源故障點。例如：教師要設(shè)置系統(tǒng)上電故障點，可以設(shè)置ka1、ka9兩個常開觸點中的一個或兩個為斷開狀態(tài)，此時，原數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)上電線路斷開，系統(tǒng)無法正常上電。學(xué)生根據(jù)原設(shè)備的電路圖(無ka1、ka9常開觸點)對故障現(xiàn)象進(jìn)行故障診斷，得出診斷結(jié)論后，在故障診斷模塊選擇相應(yīng)故障點，然后進(jìn)入故障排除模塊，學(xué)生可以在此塊中可將斷開的故障點線路進(jìn)行重新連接，若連接正確相應(yīng)的ka1、ka9的常開觸點閉合，實現(xiàn)故障的排除。

參見圖4，本發(fā)明實施例提供的通過設(shè)置電路模塊在原有的數(shù)控機(jī)床原進(jìn)給控制設(shè)置的故障點電路圖，ka13、ka14為伺服使能故障點，ka15、ka16為急停故障點。

參見圖5，本發(fā)明實施例提供的通過設(shè)置電路模塊在原有的數(shù)控機(jī)床原主軸控制電路設(shè)置的故障點電路圖；

ka17、ka18、ka19為主軸運行變頻器側(cè)故障點，ka22、ka23、ka24主軸運行控制信號故障點，ka20、ka21、ka25、ka26為系統(tǒng)上電啟動故障點。

參見圖6，本發(fā)明實施例提供的通過設(shè)置電路模塊在原有的數(shù)控機(jī)床原plc輸入、輸出電路設(shè)置的故障點電路圖，ka27為急停信號故障點，ka27—ka33為進(jìn)給硬件限位和返參故障點，ka34—ka37為到位信號故障點，ka38為冷卻故障點，ka39、ka40為主軸運行輸出信號故障點。

數(shù)控機(jī)床故障診斷考核系統(tǒng)實現(xiàn)故障診斷考核的具體方法：

1、確定數(shù)控機(jī)床的故障點，將故障點按主軸類故障、進(jìn)給軸類故障、換刀類故障、急停類故障、輔助功能類故障進(jìn)行分類，每類故障設(shè)計多個故障點。

2、設(shè)計故障設(shè)置電路模塊，該模塊由plc和多路繼電器組成(參見圖7)，編寫plc梯形圖程序?qū)^電器進(jìn)行控制，將繼電器的常開觸點串聯(lián)至數(shù)控機(jī)床的原電路中，可以實現(xiàn)對原設(shè)備中電路分?jǐn)嗷蚪油ā?/p>

選擇數(shù)控機(jī)床故障點，確定該故障點受哪個電路通斷的影響，確定故障大類，并故障大類中的具體故障點進(jìn)行編號，每個故障點一個編號。將數(shù)控機(jī)床原電路對應(yīng)的故障點線路剪斷，將剪斷的兩根線連接至故障設(shè)置模塊的開關(guān)端子中，該開關(guān)的通斷可以控制故障點線路的通斷，進(jìn)行故障設(shè)置。

3、設(shè)計plc及觸摸屏程序，即故障診斷考核系統(tǒng)軟件程序，主要包括故障設(shè)置板塊程序(教師端)、故障診斷板塊程序(學(xué)生端)、故障排除板塊程序(學(xué)生端)和故障考評板塊程序(教師端)，學(xué)生端無法進(jìn)入教師端。

通過故障設(shè)置板塊可以設(shè)置故障點線路的通斷，完成故障設(shè)置；學(xué)生應(yīng)用檢測工具檢測出故障點后，在故障診斷模塊中進(jìn)行相應(yīng)故障選擇，系統(tǒng)記錄學(xué)生的選擇并對選擇結(jié)果進(jìn)行賦分；檢查出故障點后，學(xué)生可以進(jìn)入故障排除模塊，在故障排除模塊學(xué)生可以根據(jù)原理圖重新連接故障線路，以排除相應(yīng)故障點，并對故障排除結(jié)果進(jìn)行賦分；教師登錄教師端可以查看學(xué)生的考評分?jǐn)?shù)及考評情況。

參見圖1，作為教師與學(xué)生使用的工作流程為：

首先，打開故障系統(tǒng)，教師登錄教師端，即進(jìn)入故障設(shè)置板塊進(jìn)行故障點的設(shè)置操作，設(shè)置完成后，將設(shè)置的故障點的信號傳送給plc，plc根據(jù)故障點的信號驅(qū)動相應(yīng)繼電器動作，進(jìn)而切斷原設(shè)備中相應(yīng)故障點電路，完成故障設(shè)置；學(xué)生登錄學(xué)生端，即故障診斷考核模塊，應(yīng)用故障檢測工具進(jìn)行故障檢測，檢測出故障點后，在故障診斷模塊選擇相應(yīng)的故障現(xiàn)象，然后故障現(xiàn)象進(jìn)入故障排除模塊進(jìn)行故障排除操作，完成故障診斷與排除操作；故障考核系統(tǒng)模塊記錄學(xué)生對故障現(xiàn)象的選擇和排除操作與正確操作進(jìn)行對比，根據(jù)故障檢測情況和排除的故障點數(shù)給出考核分?jǐn)?shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。