数控车床故障诊断专家系统的研究.docx

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1、数控车床故障诊断专家系统的研究ronggang导语：对数控车床的故障诊断系统进展了研究。该系统软件用vc+6.0语言编写，它总结了领域专家的经历，建立了故障树，并用产生式规那么构建了知识库摘要：对数控车床的故障诊断系统进展了研究。该系统软件用vc+6.0语言编写，它总结了领域专家的经历，建立了故障树，并用产生式规那么构建了知识库。根据故障诊断的特性，该系统采用不准确推理和有限深度搜索策略，能完成数控车床80多种故障的诊断。数控机床的故障诊断与维修一直是困扰操纵、维修人员的难题。由于数控机床的平安性和工作可靠性对于消费单位的效益直接产生很大的影响，所以对数控机床进展状态监测以实现故障诊断和维修变

2、得特别重要。数控车床的故障诊断技术以吸收和应用其它领域的一些成果为根底，结合数控车床自身的故障特点及机理，通过建立故障树，对车床的各个组成局部进展了可行的划分，对各个组成元件的故障机理、故障原因、故障表现以及排除对策等进展细致地总结，建立相应的知识库和规那么库。并结合车床的需要采取恰当的知识表示形式，以获得较高的诊断效果。由于设备的故障规那么在实际中具有一定的模糊性，即不确定性，为解决这一问题，笔者在本文中引入了规那么置信度的做法，使得该故障诊断专家系统更加符合系统的实际情况。利用VisualC+6.0为开发工具，结合数据库技术，开发了数控车床故障诊断专家系统软件，并通过实地测试验证了它的可行

3、性。2专家系统的构造数控车床故障诊断专家系统主要由知识库、数据库、推理机、知识获取局部、解释局部、人机接口等局部组成，内部构造如图1所示。align=center图1数控车床故障诊断专家系统构造图/align2.1知识的表示在专家系统中，知识的表示是指怎样把有用的知识方便地存储到计算机中，并且便于治理和处理这些知识，表示方案的恰当与否对于问题的求解是非常重要的。在该专家系统中知识库的机器学习方法是机械学习，即将这些规那么不做任何处理，直接将其输入到故障诊断专家系统中。本系统知识库针对数控车床故障进展构造，通过对数控车床工作原理、详细构造的细致分析，得到了诊断知识。把每一种故障状态按照故障原因的

4、不同而分成多条记录。知识库文件的格式如下：故障诊断系统的知识库主要包括5个局部：诊断故障树、诊断规那么库、故障原因、检测提示以及故障对策，由3个文件构成：故障树文件、规那么库文件、故障对策文件。诊断故障树文件主要是诊断对象的故障类型内容和可能导致这些故障发生的原因讲明;故障规那么库文件主要是故障诊断推理经过中所用的规那么内容;故障对策文件主要包括各个规那么相对应的排除对策以及规那么中各个条件项的检测经过提示信息。例如：故障树文件：部件名+“故障树如：主轴箱局部：主轴工作异常子节点数=8子节点5=精车外圆圆周外表上有混乱的波纹#14#15#16#17#故障原因5=主轴、轴承等传动件摩擦剧烈，主轴

5、滚动轴承的滚道磨损，主轴的轴向间隙过大，主轴的滚动轴承外圈与床头箱轴孔有间隙规那么库文件：部件名十“规那么库如：规那么14前件=主轴工作异常后件=精车外圆圆周外表上有混乱的波纹条件信息=10.9条件1=主轴滚动轴承的滚道是否磨损灼#0.9检测提示1=请检查支承主轴的轴承故障对策=假如有磨损那么立即更换2.2知识的治理知识库治理主要包括阅读知识库、建立知识库、扩展知识库、添加规那么、修改规那么和删除规那么等功能子模块。如今以添加规那么为例解释此车床故障诊断专家系统是如何治理知识库的。故障树节点的添加操纵不仅涉及故障树文件的操纵，还包括了对规那么库文件的操纵，向规那么库文件中写入新规那么;对于规那

6、么库文件的新规那么添加和规那么删除操纵也同时必须对故障树文件中相关内容进展修改。知识库的编辑为用户提供了一个增添、删除、修改的工具，同时为了保证只有用户指定的具有权限的技术人员才能进展知识库编辑，在编辑功能中设置了密码。首先，点击“故障树治理按钮可以用快捷键F2，只要按下键盘上的F2键，然后，进展相应的故障树的操纵;点击按钮后，进入故障树治理界面。要对故障树进展操纵，须点击相应的按钮，按下“故障树添加按钮快捷键F2;另外，此处需选取“故障树局部的相应项添加到树的故障现象位置，假设选取故障现象“主轴工作异常，一旦在“子节点处的空白框内输入了内容，将使得“添加规那么、“确认输入按钮发生作用，此时，

7、通过Tab键，将输入焦点转移到“添加规那么按钮，按下回车键，进入添加规那么界面。按照要求，输入相应的项，假设需要“传感器位置，可通过下拉框选取。完成以为合格了的规那么添加，就可以按下上图中的“确认输入按钮，完毕本层的操纵;当然，可以点击“取消输入按钮，放弃添加操纵。在操纵中，可以通过Tab键进展操纵焦点转移。返回后，通过点击“确认操纵按钮就可以添加故障树操纵。假设，不需要添加故障树操纵，可以通过点击“取消退出按钮，放弃本次操纵;也可通过Esc键放弃操纵。2.3推理机的设计根据此数控车床的故障诊断的特点，推理机构造主要考虑了以下几点。1推理方向本系统采用了正向推理的控制方式，用户可根据车床出现的

8、故障寻找产生故障的原因。通过对用户输入的关键词和诊断知识库中的信息进展匹配，推理得到对应的记录，然后显示故障原因和对应的处理方法。其推理经过是首先启动系统，装入要使用的知识库，本文调用的知识库是数控车床的故障诊断知识库，然后程序进入初始界面，在初始界面中选中菜单“诊断系统，系统进入诊断界面，提示用户输入故障现象，用户输入完毕后，点击“开场诊断按钮，系统开场推理，完成推理后，用户可在输出结果界面中看到系统推出的对应的故障原因及解决方法。2搜索方法采用有限深度优先搜索方法，它不是只要求未被搜索的子节点总是往“深度搜索，而是给定一个深度限制系数，当往下搜索的深度差到达深度限制系数时，就适当回溯，这样

9、就可以减少搜索的工作量。3不确定性故障现象由观测获得，一般不能以确定的方式表示，需要给每个规那么子句附加一个可信度0，1。4解释器的设计这局部功能模块负责答复用户提出的各种问题，包括与系统推理有关的问题和与推理无关的关于系统自身的问题。它可对推理道路和含义给出必要的明晰地解释，为用户理解推理经过以及系统维护提供了方便的手段，是实现系统透明性的主要模块，同时也便于专家系统和知识工程师及时发现知识库中的错误。在推理经过中，按时间次序将每一步推理所根据的规那么及变元的转换情况记录下来存人动态数据库，形成不断延伸的“链条，一旦外界要求解释，解释器将这链条适当组织，将推理经过显示给用户。5界面界面由一些

10、菜单命令组成。主要有：系统启动命令、诊断系统命令、知识治理命令、参数设置命令、退出系统命令、解释命令、输入输出命令等组成。3系统的实现本系统用VisualC+6.0语言在Windows上开发了数控车床故障诊断专家系统的用户界面。启动系统即可显示界面。用户可根据菜单提示运行系统，在系统运行经过中可以在工具栏上或菜单上选择操纵，该知识库目前仍在进一步扩大，由于增加、删除诊断知识的方便性，该系统实际上相当于一个专家系统骨架，可以不断充实并完善。4系统功能对数控车床的多种故障进展诊断。具有解释功能：答复为什么?具有机器学习功能。系统进展诊断时，只需将选择相关的故障现象和检测数据，系统就会得出结论。本系统实现了对数控车床多种故障的诊断，具有一般专家的程度，车床操纵者和维修工可方便地把握和使用，经试用，诊断结论基要正确。