随着机械制造技术的高速发展,机床数控技术也得到了长足的进步。目前数控机床正朝着高工序集中、高精度、高复合化和高可靠性方面发展。锥度缩管机数控机床功能的不断提高,系统越趋复杂,一旦出现故障,排除时间增长,难度增大,费用也随之增加。由于数控机床涉及多个学科,对设备维修维护人员的技术要求越来越高,故障的及时诊断与维修越来越困难。如何在数控机床出现故障时,进行快速诊断及维修变得非常重要。近年来,由于计算机技术,现代测试技术及信号处理技术的高速发展,设备故障诊断技术也取得了很大的进步。随着人工智能技术的发展,特别是知识工程、专家系统和人工神经网络在诊断领域中的进一步应用,迫使人们对智能诊断问题进行更加深入与系统的研究。专家系统是人工智能的一个主要研究方向,它利用计算机程序解决那些只有人类领域专家才能解决的问题,它以知识为研究对象,包括知识的获取、表示和利用等。专家系统的解题能力主要取决于它所拥有知识的数量和质量。所以,知识库建立的质量直接影响到专家系统的性能。本文研究的主要问题就是在开发数控车床故障诊断专家系统过程中,如何利用故障树分析法建立专家系统的知识库。
对数控车床各部件、元件而言,产生故障的原因是多方面的,为此必须熟悉其原理,搞清车床各组成部分的功能,这是分析故障的基础。深入实际,了解设备的使用和维修状况,这是找出故障产生原因和排除故障的关键。故障产生后,列出可能产生故障的原因,然后逐个分析,排除次要原因,最后找出产生故障的主要原因。有时一种故障可能是某一元件的故障所在,也可能是几个问题的综合。
故障树分析把系统最不希望发生的故障状态作为逻辑分析的目标,在故障树中称为顶事件,继而找出导致这一故障状态发生的所有可能直接原因,在故障树中称为中间事件。再跟踪找出导致这些中间故障事件发生的所有可能直接原因。直追寻到引起中间事件发生的全部部件状态,在故障树中称为底事件。用相应的代表符号及逻辑们把顶事件、中间事件、底事件连接成树形逻辑图,则称此树形逻辑图为故障树。它是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图,它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系。应用故障树时应遵循如下步骤:
1)给系统以明确的定义,规定可能发生的不希望事件作为顶事件。
2)对系统的故障进行定义,分析其形成原因。
3)作出故障逻辑图。
4)对故障结构作定性分析,分析各事件结构重要度。
5)对故障树结构作定量分析,如掌握各元件、各部件的故障率数据,就可以根据故障树逻辑,对系统的故障作定量分析。
另外,故障树分析还规定了一系列的常用符号,本文中采用框图形式,故障树也能表达得比较清晰。
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