故障诊断学用于数控绳锯的研究

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1、第!"卷第"期武汉理工大学学报%&’(!")&("!##$年"月!"#$%&’"()#*&%#%+,-$.+/0"(/-1*%"’"20*+,(!##$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!故障诊断学用于数控绳锯的研究何开明，陈艳，王荣（武汉理工大学机电工程学院，武汉-.##/#）摘要：分析数控绳锯的结构原理和控制原理，用微分几何的方法导出了可实用于生产的控制方程。在此基础上，用故障诊断学的理论建立了合理的系统故障树。然后根据由故障树

2、得到的结构函数进行定量分析，用布尔代数的方法确定系统的最小割集，计算结构重要度。并将其实用于该机的维修管理，获得显著成效。关键词：数控；绳锯；故障诊断学中图分类号：0122!文献标志码：*文章编号：2$/23--.2（!##$）#"3##4#3#-$34356789:;83#439<(5=>;?@5A:94;@74@:1%1)@631=;;@:AB578@:3!"#$%&’%()，*!"+,$(，-.+/01()（567&&’&89:67;<=6;’;<>?’:6@A=6;’?<,=<::A=<,，B+7;

3、E=@F&80:67<&’&,F，B+7;<-.##/#，G7=<;）&C4;657;：H:E:;A67:>&<@7:+E:&88;+’@>=;,<&E@=6E=<@7:I;67=<:(07:JA=<6=J’:&8K&AL;<>6&<@A&’&8;G)GK=A:36+@3@=<,I;67=<:K;E;<;’FE:>(G&<@A&’:M+;@=&@&JA&>+6@=&=88:A:<@=;’,:&I:@AF@7:&AF(07:<，;A:;E&<;N’:EFE

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5、世纪$#年代初期开始，由于航天、军工的需要而发展起来，以后逐步推广到其它工业生产部门。现已广泛应用到航天、航空、石化、冶金、电力、机械、核工业等部门［23.］。在建材部门也已应用到水泥生产行业。作者研究将故障诊断学应用于专用于异形石材加工的数控金刚石串珠绳锯。H数控绳锯的工作原理用于建筑装饰的异形石材的加工已有数千年的历史，传统的加工方法是手工雕凿。图2所示为号称石材王国的意大利G;<>=;<=公司生产的G!###型数控绳锯。该锯机的出现，使圆柱、椭圆柱、罗马柱等柱类异形石材产品的生产实现了自动化，大大地提高了生产效率。

6、该机引入我国后，促进了国内异形石材加工业的发展，也为国内的石材厂带来了一个问题。因为该机比较复杂，一旦发生故障，维修比较困难。这就是笔者探索解决的问题。G!###锯的主要部分是料车!、立柱.、升降滑架-、飞轮盒Q。电机2-通过丝杠2驱动料车!带动石料$作2方向的水平运动。飞轮盒Q装在滑架-上，金刚石串珠绳绕在左、右!个飞轮盒中的大飞轮上。电机2/驱动滑架-带动串珠绳作3方向的上下运动。这!个方向的运动是由计算机数控装置（G)G）控制的坐标运动。电机2-和2/都是交流伺服电机。G)G通过控制它们的转速和角位移使绳2Q的工作

7、轴线相对于收稿日期：!##$3#!3!#(作者简介：何开明（24-/3），男，副教授(?3I;=’：7:7:!/2#!2$.(6&I第!%卷第%期何开明，等：故障诊断学用于数控绳锯的研究4(被加工石料沿给定的曲线运动，将石料加工成要求的曲面。料车!和升降滑架"上装有编码器，将实际的!坐标位移反馈到#$#，形成闭环控制系统。反馈的实际加工曲线通过#$#的屏幕显示。主电机%通过&带和盒’中的大飞轮带动绳(’作旋转切割运动。绳(’的线速度可由变频器调节电机%的转速来调节，根据被加工石料的硬度和材质确定。盒’可沿水平!方向移动，

8、便于串珠绳张紧，它由气压张紧装置()驱动。该机的特殊装置是左右对称布置的导轮组((。这些导轮可绕串珠绳(’的工作轴线（与图示"#$平面垂直的轴线）转动，使其端面始终与被加工曲面作业处的切面方向平行。这个运动的目的是使串珠绳对导轮的作用力始终垂直于导轮的轴线，确保串珠绳工作轴线相对于被加工石料的运动不偏离预定的轨迹。!