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1 大型水切割機(jī)

1.1 切割機(jī)工作原理

大型水切割機(jī)，就是通過對于普通的水進(jìn)行加壓，同時通過小孔噴射的方式，實現(xiàn)對于軟基物質(zhì)的切割與表面的清潔。在切割的時候，如果在噴出的水中增加磨料，就可以實現(xiàn)對于任何材料的切割，添加了磨料的噴射水也被稱之為水刀。

1.2 懸臂式數(shù)控水切割機(jī)

這種大型的水切割機(jī)是切割機(jī)中的一個重要平面切割設(shè)備。如我公司的 FLOW 水切割機(jī)均是懸臂式數(shù)控水切割機(jī)。在切割的過程中，要求懸臂式數(shù)控水切割機(jī)具有較高的切割精度，同時要要保證切割可靠性，在操作上也要盡可能的人性化。在數(shù)控水切割機(jī)中，主要由數(shù)控機(jī)床以及增壓系統(tǒng)兩部分組成。其中數(shù)控機(jī)床主要是用來實現(xiàn)對于物體的平面定位，保證增壓系統(tǒng)水刀切割的準(zhǔn)確性。在數(shù)控機(jī)床以及增壓系統(tǒng)的聯(lián)系中，主要應(yīng)用聯(lián)調(diào)信號進(jìn)行通信。

2 機(jī)械故障診斷方法

2.1 機(jī)械故障診斷主要目的

機(jī)械設(shè)備的故障診斷，主要就是對于設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行診斷的過程，以保證設(shè)備正常運(yùn)行，減少異常狀態(tài)出現(xiàn)為主要目的。并且要在故障發(fā)生之前進(jìn)行預(yù)判，找到故障引發(fā)點，就是的進(jìn)行調(diào)控與處理，減少故障發(fā)生的幾率。

2.2 設(shè)備故障主要特點

在機(jī)械設(shè)備的故障診斷過程中，由于故障的發(fā)生具有一定的隨機(jī)性以及破壞性，表現(xiàn)出了空間的不穩(wěn)定性，但是也在一定程度上有序可尋，可以在一定程度上找到故障出現(xiàn)的規(guī)律。故障的存在會給機(jī)械設(shè)備造成嚴(yán)重的傷害，很多時候，會導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重的問題，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。其主要的特點如下：

2.2.1 不均勻性、差異性。機(jī)械設(shè)備的故障在時間以及空間上具有很大的不均勻性，很多設(shè)備由于零件的老化、人為的因素都會出現(xiàn)故障問題，由于故障出現(xiàn)原因的多變性，也就導(dǎo)致了故障存在嚴(yán)重的差異性。

2.2.2 多樣性。機(jī)械設(shè)備的故障，由于機(jī)械在制作時候，零件以及制備過程都存在著差異，所以導(dǎo)致故障出現(xiàn)原因的多樣性，而且在同一部分出現(xiàn)故障的時候，很可能是由于不同原因造成的，其故障處理方式也就呈現(xiàn)出了多變性。

2.2.3 隨機(jī)性。故障的出現(xiàn)，并不能保證其出現(xiàn)區(qū)域以及方式每次都一樣，相同設(shè)備在相同時間很可能出現(xiàn)不同的故障，不同設(shè)備在不同時間也可能會出現(xiàn)相同的故障，由于設(shè)備之間在結(jié)構(gòu)上的不確定性，也就導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備故障存在嚴(yán)重的隨機(jī)性。

3 本地故障診斷系統(tǒng)總體設(shè)計

3.1 增壓系統(tǒng)故障診斷方案設(shè)計。

增壓系統(tǒng)故障診斷采用基于PLC 信息的故障診斷方法，PLC 的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)處理從傳感器采集來的現(xiàn)場電氣設(shè)備的模擬量、數(shù)字量、開關(guān)量、經(jīng)特定算法做出報警并診斷。然而僅僅用 PLC，存在故障提示信息不夠詳細(xì)，人機(jī)界面不夠友好，診斷系統(tǒng)靈活性不足的缺點。而工業(yè)計算機(jī)具有豐富的軟硬件資源，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和圖形顯示功能。因此可以采用具有多 COM 口的工業(yè)計算機(jī)作為上位機(jī)，PLC 作為下位機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的故障診斷模塊，由 PLC 和上位機(jī)共同協(xié)作完成故障診斷。實現(xiàn)過程為：在增壓系統(tǒng)中選擇監(jiān)測點，由傳感器采集故障信息，并用 PLC 完成對信息的診斷，判斷出是否有故障，綜合所采集到的數(shù)據(jù)以及水刀領(lǐng)域的知識，再結(jié)合水刀維修人員和專家的經(jīng)驗，最終分析得出故障的原因，并提出解決故障的對策。

3.2 傳感器在信號采集中的作用。

傳感器處于自動檢測與控制系統(tǒng)之首，是感知、獲取與檢測信息的窗口；同時傳感器也處于研究對象與測控系統(tǒng)的接口位置，一切科學(xué)研究和生產(chǎn)過程要獲取的信息，都要通過它轉(zhuǎn)換為容易傳輸與處理的信號。

3.3 增壓系統(tǒng)故診斷過程。

增壓系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的研究大概分為兩個階段進(jìn)行。首先，在實驗室內(nèi)，選擇測試故障所需要的器件，做一些仿真實驗，調(diào)試程序。其次，將調(diào)試好的程序在增壓系統(tǒng)上進(jìn)行故障診斷實驗，檢驗程序的可靠性和準(zhǔn)確性。最終通過驗收，再準(zhǔn)備下一階段的研究工作。

3.4 增壓系統(tǒng)故障診斷硬件組成。

增壓系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)由增壓器、進(jìn)水壓力傳感器、增壓器進(jìn)水壓力傳感器、郵箱溫度傳感器、換向傳感器、熱繼電器、電壓傳感器、壓力變送器、PLC、筆記本電腦等構(gòu)成。

3.5  PLC 故障診斷流程分析。

增壓系統(tǒng)是一種安全性能要求相當(dāng)高的設(shè)備，為保證其安全可靠地運(yùn)行，系統(tǒng)安裝多個壓力繼電器提供增壓系統(tǒng)報警信號，由于增壓系統(tǒng)分為水路和油路，所以必須在水路和油路上分別安裝壓力繼電器以保證其順暢運(yùn)行。水路和油路分別裝有水壓表和油壓表監(jiān)測水壓和油壓的狀態(tài)。

3.5.1 水路的報警信號被稱為水壓報警信號，水路的壓力繼電器安裝在增壓器(增壓缸)的低壓水入口處，一旦出現(xiàn)進(jìn)水堵塞的情況，水路壓力繼電器動作，發(fā)出水壓報警信號，同時該報警信號也輸入到系統(tǒng) PLC 的輸入端。

3.5.2 油路的壓力繼電器安裝在柱塞油泵的出口，一旦油泵出口壓力出現(xiàn)異常，壓力繼電器動作，同時該動作信號輸入到增壓系統(tǒng)PLC 輸入端，PLC 接收到報警信號后立即關(guān)閉系統(tǒng)，以防止設(shè)備出現(xiàn)損壞。

3.6 數(shù)控機(jī)床故障診斷方案。數(shù)控機(jī)床故障分為兩部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)故障和驅(qū)動故障。本文以懸臂式數(shù)控水切割為研究對象，如我公司的 FLOW 水切割機(jī)就屬于懸臂式數(shù)控水切割機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)工作中一遇到故障就可以在其人機(jī)界面中顯示出來。驅(qū)動故障即各進(jìn)給軸伺服驅(qū)動故障，可由電機(jī)的警報顯示數(shù)據(jù)判斷出報警內(nèi)容。

4 結(jié)論

大型水切割機(jī)在現(xiàn)階段的應(yīng)用廣泛，但是在水切割機(jī)系統(tǒng)中依舊存在著一些本地的故障，影響著水切割機(jī)的還是使用效果，并且在切割的時候，一旦出現(xiàn)故障，不能只進(jìn)行片面的分析，要盡可能的對于水切割機(jī)進(jìn)行全面的檢查，確定出現(xiàn)問題的故障點是一個還是多個，同時故障的處理方法也并不是一成不變的額，可以按照具體的需求進(jìn)行具體的分析，盡可能在故障發(fā)生后，結(jié)合在工作中獲取的工作經(jīng)驗，對于故障進(jìn)行有效地解決。同時對于故障出現(xiàn)原因以及解決方式進(jìn)行仔細(xì)記錄，以保證可以給以后的工作提供寶貴的故障處理經(jīng)驗。減少水切割機(jī)在使用中的故障處理時間.