基于PMC的矿山数控机床常见故障排除方法

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730207）

矿山数控机床是采用数控技术的机床，主要有程序介质、数控装置、伺服系统以及机床主体四个组成部分。随着矿山企业的快速发展，矿山数控机床作为现代化的矿山生产设备，能够实现更加高效的自动化生产。但在生产的过程中，一旦出现故障问题将会影响设备的利用率，进而影响整个矿山生产的效率[1]。若不能及时对故障位置进行排查会导致更加严重的问题产生造成整个生产流程瘫痪，严重影响矿山生产的周期以及矿山企业的信誉。因此，为了快速找出矿山数控机床的故障问题、排除故障，从而实现矿山企业的高效、优质生产，提出了一种基于PMC的矿山数控机床常见故障排除方法。

1 基于PMC的矿山数控机床常见故障排除方法设计

1.1 建立常见故障评价指标

造成矿山数控机床出现故障问题的原因包括电气与机械部位存在失效的疲劳情况、长期运行过程中的磨损、断裂情况、受到矿物资源中腐蚀、氧化元素的腐蚀情况等。根据上述原因建立矿山数控机床的常见故障评价指标。常见故障评价指标可分1级、2级、3级。常见故障评价指标如表1所示。

表1 常见故障评价指标

表1中确定性故障是矿山数控机床中最常见的故障问题，指机床控制系统中主机的硬件设备出现了破损情况，且只要存在某一处破碎部位就说明机床一定出现了故障问题。由于确定性故障具有一定的规律，因此在故障排除时更能够准确的得到故障结果[2]。

同时，确定性故障是一种不可恢复的故障问题，因此一旦出现故障若不能及时进行修复，则机床不会自动恢复到正常状态。

不确定性故障是指矿山数控机床在运行的过程中出现偶然发生的故障问题，这类问题与确定性故障相比发生的原因较为隐蔽，因此更加难以找出发生故障的规律。同时不确定性故障在故障发生后，通过将机床重新开机的方式，可能恢复机床的正常运行，但在运行过程中可能又会重新发生同样的故障。

因此对于这一类故障问题应当对其数控部分增加维护检测的频率，从而避免此类故障问题的产生。

1.2 基于PMC提取矿山数控机床实时运行信息

PMC是一种应用于数控系统当中的可编程序机床控制器，用于控制数控机床的电气部分,对数控机床的MT侧和CNC侧所发出及输入的运行信息进行实时处理。PMC的作用与PLC的作用基本没有差别,都是用于控制数控机床，因PMC中有多条指令，为此，提出的矿山数控机床常见故障排除方法可利用PMC实现对矿山数控机床实时运行信息的自动化提取[3]。

在矿山数控机床加工的过程中，利用PMC将运行参数进行存储。由于矿山数控机床的运行状态信息大多数为开关量，因此可以在机床的电气图当中查找相应的变量进行提取，并对信息进行实时的监测[4]。

这种运行信息提取的具体工作流程为：通过PMC从机床的计算机接口处采集信息，经过相应的串行口将信息输出到计算机当中，由PMC对信息进行分析和诠释，经过网络将最终的运行信息传输到控制中心。实时运行信息的类型主要包括矿山数控机床的程序名称、加工时间、转速、进给等各项机床参数。

图1 矿山数控机床实时运行信息架构图

1.3 建立关联信息实现故障排除

通过在PMC提取矿山数控机床实时运行信息与上文建立的故障评价指标之间建立相应的关联信息完成对矿山数控机床的故障排除[5]。

首先在PMC中提取需要进行故障排除检测的矿山数控机床对应发生部位、可能存在的故障问题、对应的影响因素等。当完成相应的选取后，将具体的参数信息与常见故障评价指标建立如下关联信息：

第一步：分析PMC提取矿山数控机床实时运行信息与常见故障评价指标之间的关键特征数据，并将两者控制在统一的矿山数控机床工作状态下的标注，将两者之间相同的标注内容进行记录；

第二步：利用PMC中可编程计算机语言对故障评价指标进行对应特征的数据信息提取，通过直观的观察或利用计算机实现对二者之间的比较，并建立多个数据进行连接，从而实现二者之间的信息关联；

第三步：结合PMC将分析结果进行记录并绘制成对应曲线图，将两种曲线图进行比较，从而观察二者之间的区别，当两种曲线重叠时表示此时矿山数控机床未出现故障问题，实现故障排除，若曲线存在某一位置不重叠情况则说明给位置坐标对应的机床部位产生了故障问题，应及时对故障位置进行修复或替换新的元件。

2 实验论证分析

基于PMC采集方法已经在部分矿企试运行，从需要进行故障监控的机床中随机选取20台矿山数控机床，随机对其中11台设备进行不同类型的故障设定，通过提取数控机床运行的实时信息，再加以进行分析处理，可以得到较为客观的结论。

利用故障排除方法与传统检修方法分别对其中10台机床进行故障排除，从而验证本文方法的可行性，并进一步的比较两种方法的故障排除准确率。将实验过程中产生的相关参数进行记录，实验结果如表2所示。

表2 本文方法与传统方法实验结果对比

通过表1中的数据可以看出，故障排除方法中实际故障机床数为5台，通过检测得出未出现故障的机床为5台；而传统检修方法中实际故障机床数为6台，但检测出8台机床疑似故障，检测结果准确率明显低于本文方法，因此说明设计的基于PMC的故障排除方法具有更高的准确性。

3 结束语

矿山数控机床的故障问题产生原因包含多个方面，针对较为复杂的故障类型，提出了一种基于PMC的矿山数控机床常见故障排除方法，并通过对比实验进一步验证了该方法排除故障的准确性更高，能够保障故障排除的效率得到提高，从而节省大量的人力、物力用于对故障点的检修，保证了矿山生产的水平进一步提高。