数控机床液压系统模糊故障树分析与诊断

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1、·机械研究与应用·2013年第6期(第26卷，总第128期)研究与分析数控机床液压系统模糊故障树分析与诊断陈德道，高俊峰(1．兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州730070；2．兰州兰石重工有限公司，甘肃兰州730050)摘要：利用模糊故障树方法构建了数控机床液压系统故障树，利用统计资料，建立故障集度矩阵，通过推论，确立故障原理隶属度，根据最大隶属度原则确定故障原因。该方法能提高故障诊断效率，为故障诊断专家系统的设计提供一种新的推理方法。关键词：模糊控制；故障树；数控机床；液压系统中图分类号：TH17文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)06-003

2、7-03DiagnosisandAnalysisofCNCHydraulicSystemsBasedonFuzzyFaultTreeCHENDe—dao．GA0Jun—feng(J．SchooloyMecharonwsEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，LanzhouGansu77∞，China；2．LanzhouLSHeavyMachineryTechnologyCo．，Lid，LanzhouC．ansu730050，China)Abstract：Inthispaper，afaulttreeofCNChydraulicsys

3、temsisdevelopedbasedonfuzzyfaulttree．Themembershipmatrixisestablishedbystatisticdataandthenthemembershipdegreeoffaultprincipleisobtained．Fu~her，thefaultreasonisdeter-minedbymaximummembershipdegreelaw．Theproposedmethodimprovestheeficiencyoffaultdiagnosisandalsoprovidesanewreasoningmetho

4、dtodesignthefaultdiagnosisexpe~system．Keywords：fuzzycontrol；faulttree；CNC；hydraulicsystem1引言用它本身的各功能模块的功能表示。系统功能的这随着数控机床的普及应用，数控机床的故障诊断种层次分解，也就是系统故障分析过程的模拟，功能与维护维修越来越重要。由于数控机床是一个集机、分解的结果就是一棵故障树。这个故障树共有四层：电、液、计算机控制于一体的复杂系统，以及参数输入第0层顶事件，即液压系统故障；第1层中间事件是的不确定性、模糊性，数控机床控制系统中的故障自可能引起系统故障的各个子

5、系统故障，即液压泵供油诊断系统难以准确判断出故障原因¨j。近年来，有不足等六个子系统故障；第2层中间事件为可能引起许多研究致力于数控机床的故障诊断专家系统，故障子系统故障的各个功能模块故障，如液压泵供油不足树分析法是目前广泛应用的逻辑诊断法，顶层事件和模块下的压力弹簧调节过松等九个子系统故障；而第底层事件对应，对确定性事件有效J。模糊控制不3层即底事件，是引起系统故障的最终不可分割的功依赖被控对象的精确数学模型，依赖专家知识和操作能子模块故障和排除方法。图1所示为数控机床液者的经验，具有较强的知识表达能力，将专家知识和压系统故障树(部分)。操作者经验以规则的形式加以

6、描述和提炼，具有较强2．2模糊故障树分析方法的推理功能，经过模糊逻辑推理可以实现类似于人的数控机床液压系统模糊故障树分析法是利用故决策过程J。针对数控机床故障的多样性和不确定障树分析故障征兆与故障原因之间的关联，故障现象性，将故障树分析法和模糊控制理论相结合，充分利由某几个故障诱因所引起，统计某故障诱因发生的次用各自优点，以数控机床的液压系统为研究对象，构数，利用模糊控制理论，建立模糊判断计算数学模型，建液压系统故障树，运用模糊故障树控制理论，提出通过故障率及模糊计算模式进行判断，找出故障数控机床液压系统故障诊断推理方法，为故障诊断专点。一般分为以下几个步骤：家系统

7、的设计提供一种新的推理方法。(1)根据数控机床液压系统故障树，分析故障征2数控机床液压系统模糊故障树兆与故障原因之间的关联关系，确定数控机床液压系2．1液压系统故障树统故障症状集合。对数控机床液压系统功能进行层次分解，通过表集合用K表示，采用欧氏向量表示为：示系统中各子模块之间关系的方法，将系统的功能用K={k】，k2，，⋯k}它的下级子系统的功能来表示，而其子模块的功能又收稿日期：2013～10—29作者简介：陈德道(1965一)，男，甘肃永登人，副教授，研究方向：数控加工技术、数控装备。·37·研究与分析2013年第6期(第26卷，总第128期)·机械研究与