面向机床的可重构监测诊断系统开发与应用

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机床功能部件的创新和拈化促进了高档数控机床的发展，通过功能部件和加工单元(如数控系统、主轴系统、伺服驱动系统、刀具单元等)可以对制造系统进行快速重组和配置，以适应不同产品的生产需要。为此，监测环节必须具备可配置性和重构性 ，监测的重心也要随之下移 ，建立在功能部件上，以方便数控机床监测诊断系统的重构和组织。如在数控系统上 ，Siemens、Fanuc、Okuma等公司的数控系统都具有远程诊断接 口” 。其中Siemens公司的EPS系统能够让远在德国的技术支持人员方便地观察其全球各地的数控机床的运行状态与历史资料，以提供维修技术支持u' 。华中科技大学构架的基于Internet的数控机床远程故障诊断系统，通过数控系统的报警信息可编程逻辑控制器(PLC)信息来进行数控系统本身以及部分伺服系统和控制部分的故障分离 。

然而在其他功能部件上，现有的监测系统在本质上依然属于静态系统(系统功能是预先设计好的，投入使用后固定不变)，不具备根据不同的监测对象调整和动态重构的能力，不能很好地适应动态制造环境需求M 。如美国斯坦福大学和麻省理工学院研究了基于Internet的下-代远程诊断示范系统”，并建立了-个面向半导体制造设备的诊断原型 ]。澳大利亚联邦科技与工业研究组织(CSIRO)将远程诊断与维护等服务作为智能制造系统计划- - 面向21世纪的全球制造”项 目的重要研究内容之- ，直接面向数控机床(CNC)平板切割机床应用 ， 。同时，目前被大量应用的集中等权的实时监测策略，需要传送大量传感数据，导致无效信息传输量大，加剧了通讯负担，也成为实施信息化产品实时与远程监测诊断服务的瓶颈之- ' 。

针对以上问题，本文构建了基于功能部件拈的可重构机床监测诊断系统和以功能部件监测模块为基础单元的智能体，组建数控机床产品状态信息传感网络 ，实时处理信息并实现有效信息过滤，通过功能部件监测拈的自主工作与通讯 ，进行智能组网和监测诊断，以强化底层捕捉设备故障的实时能力，减少上网的信息量，提高了有效数据的传输效率，最大程度的满足数控机床的实时监测 、故障诊断、综合性能评估、远程维修服务的各种需求。

2 可重构监测诊断系统设计与开发2.1 设计目标本文的总体目标是针对国产高档数控机床的收稿日期 2012-10-10基金项目 国