一种用于数控磨床控制系统的故障预测和自恢复方法

1.一种用于数控磨床控制系统的故障预测和自恢复方法，其特征在于该方法具体是:对磨床状态进行在线状态标记和保存；根据保存的状态标记提前预警磨床故障；当磨床发生故障后，控制系统根据保存的状态标记进行自动恢复； 所述的对磨床状态进行在线状态标记和保存，具体是:对磨床状态进行检测，如果发现本次状态和上次一致，则对上次的状态进行计数累加并更新；如果不一致，则作为一个新状态，令其状态计数值为1，添加到控制器的掉电保护区里； 所述的根据保存的状态标记提前预警磨床故障，具体是:重复加工时，通过比较当前状态的计数值和已保存状态的计数值进行预警； 所述的自动恢复，具体是:根据状态标记值将机器恢复到机械原点；对于不同的故障状态，有不同的恢复顺序及时序。

一种用于数控磨床控制系统的故障预测和自恢复方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种用于数控磨床的故障预测和自恢复方法，具体来说是一种用于加工轴承内圈沟道的双伺服智能数控磨床控制系统的故障预测和自恢复方法。\n背景技术\n[0002] 轴承是用于机械制造的常用部件，轴承性能的好坏往往对机械性能产生重要影响，特别是对于一些精密仪器，轴承部件会对仪器性能产生关键影响。我国当前轴承制造水平同国际先进水平还有很大差距，国产轴承磨床同国外先进轴承磨床差距主要表现在一下几个方面:首先，国产磨床的自动化水平较低，需要较多的人力参与到生产中去，这无形中会增加轴承生产厂家的劳动力成本；其次，系统的鲁棒性差，系统易出现故障；另外，国产磨床研发设计周期较长，国产磨床同国外同类型先进磨床相比会有一两代的差距。\n[0003] 当前国产数控磨床智能化水平较低，国产磨床仅可以实现最初级的简单的自动化生产，即在工人设置好机器的运行参数以后，机器可以自动运行，但一旦机器在运行过程中出现故障(例如，工件脱落，系统掉电)，则机器的自动运行就会出现问题，这个时候就需要生产线工人来手动解决，降低了工作效率，且容易受人工因素干扰。\n[0004] 发明目的\n[0005] 针对目前数控磨床存在的上述问题，本发明提出了一种用于加工轴承内圈沟道的数控磨床控制系统的故障预测和自恢复方法。\n[0006] 本发明的技术方案如下:\n[0007] 本发明是对磨床状态进行在线状态标记和保存；根据保存的状态标记提前预警磨床故障；当磨床发生故障后，控制系统根据保存的状态标记进行自动恢复。\n[0008] 所述的磨床状态进行在线状态标记和保存，具体是:对磨床状态进行检测，如果发现本次状态和上次一致，则对上次的状态进行计数累加并更新；如果不一致，则作为一个新状态，令其状态计数值为1，添加到控制器的掉电保护区里。\n[0009] 所述的根据保存的状态标记提前预警磨床故障，具体是:重复加工时，通过比较当前状态的计数值和已保存状态的计数值进行预警。\n[0010] 所述的自动恢复，具体是:对磨床状态进行细分，对不同状态下的故障，在人机界面上配置不同的恢复时序。\n[0011] 本发明的有益效果在于:使得本系统具有非常高的可靠性和自动化水平，可以提高加工效率，延长磨床使用寿命。\n附图说明\n[0012] 图1控制系统组成框图。\n具体实施方式\n[0013] 以下结合附图对本发明作进一步说明。\n[0014] 如图1所示，基于图编程的数控磨床控制系统采用两片32位嵌入式芯片作为控制核心，辅以外围器件构成控制系统硬件，构成整个控制系统硬件。这可以保证控制系统比一般的PLC有更强的处理能力和更低的成本；采用梯形图的形式来设计磨床控制算法，并集成故障预测和自恢复方法。梯形图简单易学，且梯形图可以实现模块化编程，可以提高代码的可重用性，梯形图程序比较容易阅读，利于日常维护，可以大大缩短开发周期，减少维护成本。\n[0015] 当磨床处于自动运行状态时，机械动作可看作有以下状态组成:上料一〉上料压一〉上磁一〉磨削一〉退磁一〉下料一〉中间压一〉拔出一〉下料一〉下料压一〉塞进。在上述过程中，从中间压到拔出这个动作功能是卸料，如果机械手在有料的情况下去上料口取料，则会造成机械部件的损坏，为此必须确保机械手在下料压处塞进时，机械手无料。有以下几种情况可能导致机械手在塞进前有料:1、在自动运行模式下，上料过程中，机械手还未到中间压时按下紧急停止；2、在手动模式下，用户无续操作导致机器处于未知状态；3、在运行过程中机器突然断电。上述这些情况都会导致机器无法正常运行，需要恢复原位。目前主要有两种方法来解决:1、通过工人手动的方式来解决，工人通过对机器的观察来判断机器所处的状态，然后根据判断结果进行相应的动作，使得机器返回原位，但该种方法大大降低了机器的自动化水平，会增加企业的劳动力成本。2、不管机器处于什么位置，都按照同一种顺序来恢复原位，该种方法简单，但容易出现机械故障。\n[0016] 本发明的创新点是提出了一种故障预测和自动恢复方法，可对磨床状态进行在线标记和保存；当检测到状态异常时，可进行预警；当磨床发生故障后，控制系统根据保存的标记进行自动恢复。数控磨床是一个有限系统，具有有限个机器部件和机械动作，机械动作和1对应，因此可以采用标记1状态的方法标记磨床状态，并将标记值保存到掉电保护区，机器1的每一次变化都会记录相应的状态标记值及其计数。在重复加工零件时，如果在某一个状态的计数异常，或者根本没有出现这个状态，可以提前终止本轮加工。故障恢复则是根据状态标记值将机器恢复到机械原点，对于不同的故障状态，有不同的恢复顺序及时序，这可以通过人机界面进行设定。\n[0017] 比如:记上料状态为SI，统计其状态计数Cl，直到上料压信号有效，此时记作状态S2，相应的计数为C2 ;在S2状态稳定之后，开始执行上磁动作，记作S3，计数为C3。如果某次加工时C3计数过大，则在人机界面上提示“上磁故障”，停止加压，按预设值延时固定时间，回到状态I。如果在磨削状态(S4)下突然发生故障，控制系统自动执行后续的退磁一>下料一〉中间压一〉拔出一〉下料一〉下料压一〉塞进过程，保持操作过程的柔性和完整性，减少对系统的冲击。