1 大型水切割機

1.1 切割機工作原理

大型水切割機，就是通過對于普通的水進行加壓，同時通過小孔噴射的方式，實現對于軟基物質的切割與表面的清潔。在切割的時候，如果在噴出的水中增加磨料，就可以實現對于任何材料的切割，添加了磨料的噴射水也被稱之為水刀。

1.2 懸臂式數控水切割機

這種大型的水切割機是切割機中的一個重要平面切割設備。如我公司的 FLOW 水切割機均是懸臂式數控水切割機。在切割的過程中，要求懸臂式數控水切割機具有較高的切割精度，同時要要保證切割可靠性，在操作上也要盡可能的人性化。在數控水切割機中，主要由數控機床以及增壓系統兩部分組成。其中數控機床主要是用來實現對于物體的平面定位，保證增壓系統水刀切割的準確性。在數控機床以及增壓系統的聯系中，主要應用聯調信號進行通信。

2 機械故障診斷方法

2.1 機械故障診斷主要目的

機械設備的故障診斷，主要就是對于設備的工作狀態進行診斷的過程，以保證設備正常運行，減少異常狀態出現為主要目的。并且要在故障發生之前進行預判，找到故障引發點，就是的進行調控與處理，減少故障發生的幾率。

2.2 設備故障主要特點

在機械設備的故障診斷過程中，由于故障的發生具有一定的隨機性以及破壞性，表現出了空間的不穩定性，但是也在一定程度上有序可尋，可以在一定程度上找到故障出現的規律。故障的存在會給機械設備造成嚴重的傷害，很多時候，會導致機械設備出現嚴重的問題，影響設備的正常運行。其主要的特點如下：

2.2.1 不均勻性、差異性。機械設備的故障在時間以及空間上具有很大的不均勻性，很多設備由于零件的老化、人為的因素都會出現故障問題，由于故障出現原因的多變性，也就導致了故障存在嚴重的差異性。

2.2.2 多樣性。機械設備的故障，由于機械在制作時候，零件以及制備過程都存在著差異，所以導致故障出現原因的多樣性，而且在同一部分出現故障的時候，很可能是由于不同原因造成的，其故障處理方式也就呈現出了多變性。

2.2.3 隨機性。故障的出現，并不能保證其出現區域以及方式每次都一樣，相同設備在相同時間很可能出現不同的故障，不同設備在不同時間也可能會出現相同的故障，由于設備之間在結構上的不確定性，也就導致機械設備故障存在嚴重的隨機性。

3 本地故障診斷系統總體設計

3.1 增壓系統故障診斷方案設計。

增壓系統故障診斷采用基于PLC 信息的故障診斷方法，PLC 的主要任務是負責處理從傳感器采集來的現場電氣設備的模擬量、數字量、開關量、經特定算法做出報警并診斷。然而僅僅用 PLC，存在故障提示信息不夠詳細，人機界面不夠友好，診斷系統靈活性不足的缺點。而工業計算機具有豐富的軟硬件資源，具有強大的數據處理和圖形顯示功能。因此可以采用具有多 COM 口的工業計算機作為上位機，PLC 作為下位機系統結構的故障診斷模塊，由 PLC 和上位機共同協作完成故障診斷。實現過程為：在增壓系統中選擇監測點，由傳感器采集故障信息，并用 PLC 完成對信息的診斷，判斷出是否有故障，綜合所采集到的數據以及水刀領域的知識，再結合水刀維修人員和專家的經驗，最終分析得出故障的原因，并提出解決故障的對策。

3.2 傳感器在信號采集中的作用。

傳感器處于自動檢測與控制系統之首，是感知、獲取與檢測信息的窗口；同時傳感器也處于研究對象與測控系統的接口位置，一切科學研究和生產過程要獲取的信息，都要通過它轉換為容易傳輸與處理的信號。

3.3 增壓系統故診斷過程。

增壓系統故障診斷系統的研究大概分為兩個階段進行。首先，在實驗室內，選擇測試故障所需要的器件，做一些仿真實驗，調試程序。其次，將調試好的程序在增壓系統上進行故障診斷實驗，檢驗程序的可靠性和準確性。最終通過驗收，再準備下一階段的研究工作。

3.4 增壓系統故障診斷硬件組成。

增壓系統故障診斷系統由增壓器、進水壓力傳感器、增壓器進水壓力傳感器、郵箱溫度傳感器、換向傳感器、熱繼電器、電壓傳感器、壓力變送器、PLC、筆記本電腦等構成。

3.5  PLC 故障診斷流程分析。

增壓系統是一種安全性能要求相當高的設備，為保證其安全可靠地運行，系統安裝多個壓力繼電器提供增壓系統報警信號，由于增壓系統分為水路和油路，所以必須在水路和油路上分別安裝壓力繼電器以保證其順暢運行。水路和油路分別裝有水壓表和油壓表監測水壓和油壓的狀態。

3.5.1 水路的報警信號被稱為水壓報警信號，水路的壓力繼電器安裝在增壓器(增壓缸)的低壓水入口處，一旦出現進水堵塞的情況，水路壓力繼電器動作，發出水壓報警信號，同時該報警信號也輸入到系統 PLC 的輸入端。

3.5.2 油路的壓力繼電器安裝在柱塞油泵的出口，一旦油泵出口壓力出現異常，壓力繼電器動作，同時該動作信號輸入到增壓系統PLC 輸入端，PLC 接收到報警信號后立即關閉系統，以防止設備出現損壞。

3.6 數控機床故障診斷方案。數控機床故障分為兩部分數控系統故障和驅動故障。本文以懸臂式數控水切割為研究對象，如我公司的 FLOW 水切割機就屬于懸臂式數控水切割機。數控系統工作中一遇到故障就可以在其人機界面中顯示出來。驅動故障即各進給軸伺服驅動故障，可由電機的警報顯示數據判斷出報警內容。

4 結論

大型水切割機在現階段的應用廣泛，但是在水切割機系統中依舊存在著一些本地的故障，影響著水切割機的還是使用效果，并且在切割的時候，一旦出現故障，不能只進行片面的分析，要盡可能的對于水切割機進行全面的檢查，確定出現問題的故障點是一個還是多個，同時故障的處理方法也并不是一成不變的額，可以按照具體的需求進行具體的分析，盡可能在故障發生后，結合在工作中獲取的工作經驗，對于故障進行有效地解決。同時對于故障出現原因以及解決方式進行仔細記錄，以保證可以給以后的工作提供寶貴的故障處理經驗。減少水切割機在使用中的故障處理時間.