数控机床的故障可分为软件故障和硬件故障两种类型[1]。近年来，随着数控技术的不断发展，软件故障出现的概率已大为降低，而硬件故障则日渐成为数控机床在生产过程中最主要的故障类型。究其原因，是因为机床硬件长期暴露在复杂的工况环境下，受冲击、磨损、灰尘等因素影响较为严重，因而也更容易产生故障。在数控机床的硬件故障中，有一类故障的发生具有很强的偶然性和突发性，一般称之为随机性硬件故障[2]。该类故障因发生时间随机、受周围环境影响大、故障点难以确定等原因而成为硬件排障的难点所在。

一、生产性案例

案例一：某数控铣床突然出现Z轴不能回参考点的故障。故障现象为：当Z轴执行回参考点操作时，在距离机床零点位还有一段距离时，机床即出现“Z向超程”报警信息，且重启机床后故障依然不能消除。

根据引理2.2，我们可知原问题(2.1)，即有限族非空闭凸集交上的投影问题的求解，与问题(2.2)和问题(2.3)是等价的。于是我们可以通过求解问题(2.2)和(2.3)，从而得出问题(2.1)的最优解。

数控机床回参考点的操作一般包括如下四个步骤[3](见图1)：①选择“回参考点”模式，返回参考点信号ZRN变为为“1”，工作台开始向减速开关方向移动；②工作台碰触减速开关，此时减速信号(*DEC)变为0，机床移动速度开始下降；③机床继续移动，减速开关进入“压入状态”，机床速度继续下降；④机床越过减速开关，减速开关被释放后处于“脱离状态”，减速信号(*DEC)变为1，此时机床将以参数1425指定的减速速度继续向机床零点逼近[4]。

  

图1 数控机床回参考点操作原理及信号图

当机床运动到机床零点后，返回参考点完成信号ZP(F0094#0～#3)和参考点建立信号ZRF(F0120#0～#3)均为“1”。若机床继续运动越过“软限位”，则数控机床发出超程报警。

根据案例一中的报警信息，首先考虑机床行程参数被人为改动。查阅1320#机床参数后，发现行程参数并未改变。再从梯形图方面考虑。由于机床电气图纸缺失，故通过定位梯形图中Z轴返回参考点完成信号F0094#2(即F0094.2见图2)后发现，在Z轴归零过程中，其减速开关信号X0009.2(对应图1中减速信号*DEC)一直未发生改变，说明Z轴未运行至减速点即发出了超程报警，故此可以推断有物体干扰到了机床的超程信号。经仔细检查，发现故障原因是Z轴在上升过程中造成了线缆的挤压。将线缆重新整理并固定好后，故障消除。

根据指标体系的选取原则，针对樱桃沟小流域的具体情况，将小流域可持续发展的指标分为三个层次：目标层、准则层和具体指标层。目标层即为小流域可持续发展度，准则层包括生态支持、蓄水保土、环境保护、社会进步程度、经济发展能力和管理调控能力，具体指标层包括人均水资源量、水土流失治理率、生活污水处理率、人口自然增长率、人均GDP和各部门协调能力等30个具体指标。樱桃沟小流域可持续发展评价指标体系见表1。

  

图2 Z向减速信号X0009.2

小结：由于FANUC数控机床梯形图中的G信号和F信号的地址和功能是固定不变的，具有唯一性，因此，对无图纸的老旧机床来说，根据梯形图中G信号和F信号对X信号进行反推定位是常用的有效方法之一。

案例二：某数控铣床进给倍率出现无规则跳跃性变化。故障现象为：在加工过程中手动旋转进给倍率旋钮至某一档位时，实际加工显示的进给倍率与上述档位值并不相同，甚至有时会在加工过程中发生倍率值的跳跃性变化。该故障现象发生没有固定规律，且机床重启后故障依然存在。

[1]朱强，赵宏立.数控机床故障诊断与维修[M].北京：人民邮电出版社，2014：4-5.

  

图3 进给倍率波段开关接线原理图

小结：因磨损而产生故障，是高频使用类硬件的常见故障类型之一，在排障时应仔细观察。对于某些小型硬件故障，如继电器等，如有与之型号相同的另一台机床，可采用两台机床零件互换法，可快速确定故障点的位置所在[5]。

案例三：某配置为FANUC 0i TD 系统的数控车床出现“急停”故障。故障现象为：机床紧急停止不能释放，检查所有紧急停止开关均良好，并且没有硬件超程报警发生。

“急停”不能解除是数控机床的常见故障，当故障发生时，机床工作模式选择开关不能切换，MCC不能吸合，伺服及主轴放大器不能工作(如图4所示)，且系统并不发出具体的报警号，这些都为“急停”故障的排除增加了困难。

数控机床发生“急停”故障后，除了检查常规的急停按钮和各轴超程开关外，还应注意急停回路中是否串接有其它控制信号，如刀库门开关信号(常见于进口机床)等。在图4所示的原理图中，Xn.m表示其它控制信号。对于Xn.m信号的确定，必须结合机床电路图和梯形图，否则查找起来非常困难[6]。

  

图4 急停控制回路原理图

图5为案例三机床所示梯形图。由图可知，信号X0002.6是可能引发“急停”报警的信号之一。对照机床电气图后，可以确定信号X0002.6是主轴润滑箱油位报警信号。打开机床侧柜门，发现主轴润滑箱油位已超过下划线，添加润滑油后，机床故障解除。

  

图5 “急停”故障梯形图

[7]刘俊，等.基于PLC和自诊断技术的数控机床故障诊断[J].轻工科技，2017(5)：53-54.

二、随机性硬件故障的排除方法

可编程机床控制器PMC是实现数控机床控制的核心部件之一，PMC的I/O信号(输入/输出信号)是确定和排除机床硬件故障的重要依据。由图6可知，PMC的I/O信号包括机床侧的输入信号X、向数控系统侧(CNC)的输出信号G、来自数控系统侧的输入信号F和向机床侧的输出信号Y。由于数控机床上所有硬件的状态都以X信号的形式传递至PMC，PMC再将X信号所对应的功能或状态转换成G信号控制CNC的运行，同时，CNC会将M/S/T代码、运行状态、报警等信息传递给PMC[8]，因此，检查X信号、G信号和F信号的状态就成了排除数控机床硬件故障的重要参考。

  

图6 PMC的I/O信号及其流程示意图

对于随机性硬件故障来说，其产生的原因可能是受温度、湿度的影响，也可能是受冲击、磨损的影响，还可能是受灰尘的影响，具有很大的不确定性[9]。因此，随机性硬件故障的排除除了要参考数控机床自身报警信息以及X信号和G信号状态外，还要注意故障发生的时间、环境、频率等因素，更要特别注意对机床硬件本身的观察。

第五步：故障的排除。这里重点介绍一下对比互换法在随机性硬件故障排除过程中的应用。所谓对比互换法[14]，就是将一台机床上怀疑发生故障的硬件与另外一台同类机床上的相同硬件进行对比互换，以确定故障点的方法。对比互换法非常适用于有关电气元件方面的故障的排除，可有效缩短排障时间、提高排障效率，而这一点正是企业在实际生产过程中所需要的。此外，还可通过机电分离法、系统参数修正法、改善电源质量法等多种方法对各类随机性故障进行排除[15]。

第一步：初步调查故障现场。当数控机床发生故障时，维修人员首先要对故障现场进行初步调查，切忌急于维修。调查的内容应包括报警信号、故障发生时机床的状态、操作者的操作顺序、故障频率等，同时也要通过触摸、闻等方式尽可能多地掌握故障信息。通过对故障现场的初步调查，维修人员可以缩小故障发生的范围，为后续的排障工作奠定一定的基础[10]。

[8]龚中华.数控系统连接与调试[M].北京：高等教育出版社，2012：185.

参考文献：

第三步：确定与故障相关的X信号的位置与状态。由于来自机床侧的X信号包含了机床操作面板输入信号和机床状态输入信号两大部分[12]，几乎涵盖了所有的硬件状态，因此，随机性硬件故障的排除过程实质上就是确定与故障相关的X信号位置与状态变化的过程，这也是排除随机性硬件故障的先决性条件之一。当数控机床发生硬件故障时，应结合机床报警信息和“PMC信号状态表”(图7所示)以及梯形图中的G信号和F信号对X信号进行快速定位。如果有机床图纸，如案例三，结合图纸和“PMC信号状态表”就能确定X信号的位置和状态变化；如果没有图纸，可根据机床硬件所要实现的功能，从梯形图中的G信号或F信号入手，反推查找与故障相关的X信号，案例一就是通过这种方法找到了解决故障的突破口。

除了上述通过X信号确定机床侧故障点的方法外，维修人员还可利用CNC故障自诊断系统确定机床的系统故障点。当数控系统本身及伺服系统出现故障时，机床的显示装置就会显示系统报警代码和报警信息。维修人员结合这些报警信息并通过系统诊断号也可大致判定故障产生的位置[13]。FANUC系统的诊断界面如图8所示。

  

图7 PMC信号状态表图8 FANUC系统的诊断界面

第四步：仔细观察机床硬件状态。这是排除随机性硬件故障最为重要的一步。随机性硬件故障受外部环境影响较大，因此，在排障过程中要特别注意对机床硬件及其周围状况的观察，包括声音、气味、杂质、发热、震动、冲击、磨损、温度、湿度等因素都需要纳入考虑范围。对于机床主轴来说，声音和发热是需要特别关注的环节，因为主轴方面的故障在高速旋转下往往会表现为噪音和机床的发热；对于机床防护罩来说，灰尘和杂质是不可忽视的因素；对于伺服电机来说，发热和震动要引起足够的注意；对于刀柄，应小心因变形或破损而导致的换刀故障。对于频繁使用的硬件，如旋钮、手轮等，应充分考虑磨损引发的故障，案例二就属于这一类故障；而对于频繁使用的电气元件，要考虑到触点氧化、粘连、过流等引发的故障。总而言之，对于正常使用的数控机床来说，磨损、灰尘、松动以及老化是引起随机性硬件故障的重要因素，在排障的过程中应给予足够的重视。

通过对上述三个生产性案例的分析，结合日常工作经验，总结针对随机性硬件故障的排除方法供大家参考：

举个例子，比如说我有一辆车，但是这辆车我不经常使用，大部分时间这辆车的价值没有得到体现，这是资源的浪费。那么，如何把这辆车的资源充分的利用起来呢？——“共享”给有需求的人。这样一来，资源得到利用，我作为供给方也获得一定的收益。久而久之，供不应求，第三方电子商务企业就会提供给司机更多的需求客源，这就是共享经济。这些平台，就是我们现在所熟知的打车软件——“滴滴出行”。

学生们在学校和家长的共同帮助下，选择自己感兴趣的职业进行体验。从销售到播音，从法务到化学研究，可谓是职业种类繁多，同学们也感触颇深。

在进行梁体封包浇筑过程中时，首先需要清理打扫层板表面的浆液和泥灰浆，用具有防水功能的涂料将电板和夹缝清理干净，做好防水工作，检查管道漏压情况，最终进行管道封口工作。在整个工作过程中，为了保证混凝土的接缝始终处于合适的标准，需要在原有基础上，对混凝土表面进行着毛，并采用钢筋焊接的模式提高混凝土的稳定性和防水性，提高混凝土材料使用强度，在封端施工完成后，需要对混凝土工程进行养护处理。

三、结语

随机性硬件故障因发生时间随机、受周围环境影响大、故障点难以确定等原因成为数控机床排障的难点所在。本文结合三个生产性实例，总结出“初步调查故障现场→初步排障→确定与故障相关的X信号的位置与状态→仔细观察机床硬件状态→故障的排除”的针对随机性硬件故障的五步排障方法。该方法前两步为初步排障，注重故障排除的高效性；第三第四步为重点排障，注重故障排除的针对性；最后一步以对比互换法为主，注重故障排除的实用性。本方法经生产实践验证有较好的应用效果，具有一定的借鉴和推广价值。

将试验样板放入容量1 L的气味瓶中密闭，然后放入80℃烘箱中恒温2 h。取出气味瓶冷却至室温，然后由5个评价人员进行气味等级评价，取出现次数最多的等级作为最终结果(可以取两个等级的中间值，如2.5级、3.5级)。

该故障出现后，通过检查PMC信号状态，发现与进给倍率旋钮相关的机床侧X信号能正常变化。进一步观察，也未发现进给倍率波段开关SA1侧的A～G触角(见图3)及X信号侧(对应图7中Xm+0.0～Xm+0.5)有接触不良现象发生。后经多次观察，发现倍率旋钮本身存在有轻微机械结构松动的情况，考虑到机械松动也可能造成信号变化，故选择同型号机床相同零件互换后，故障现象消失。后更换新的倍率旋钮后，该故障彻底解除。

[2]施利华.数控机床常见的故障与基本处理技术分析[J].机械装备，2017(10)：41.

[3]刘宏利，李红.数控机床故障诊断与维修[M].重庆：重庆大学出版社，2015：114-115.

留守儿童的教育问题就如一根刺扎在笔者心里很久了，而且是越扎越深。留守儿童的生活、身心、教育等各方面的问题，如今已经演变成我国面临的一个大难题。孩子心里有着自己的渴望：渴望知识，渴望有人懂，渴望有人陪，渴望自己的梦。

[4]雷楠南.FANUC 0iD系统数控机床回参考点故障诊断与排除[J].济源职业技术学院学报，2017(4)：20.

本工程建筑平面长宽约为333m×105m，为超长结构，为解决大体积混凝土浇筑易产生的温差、混凝土收缩以及塔楼与裙房的不均匀沉降等问题，将地上各单体进行分缝处理，地下室部分联成一体设置后浇带处理。根据地质报告提供的土质状况，东、西翼塔楼基础采用桩筏，桩基采用直径800mm的泥浆护壁钻孔灌注桩基础；裙房部分采用整体筏板，柱下加下柱墩解决筏板冲切问题。通过上述基础设置，可有效防止整体建筑的不均匀沉降，并控制柱间的沉降差，使之满足相关规范的要求。

[5]宋亚萍.浅析数控机床的常见故障、诊断方法及维护[J].内燃机与配件，2017(8)：69.

[6]刘小娟.“追根溯源”的数控机床急停故障排除方法探究[J].装备制造技术，2016(1)：146.

小结：充分重视梯形图是排除“急停”类典型故障的有效手段[7]。

第二步：初步排障。在对机床故障的发生情况有了初步了解之后，维修人员可尝试进行初步排障。具体内容包括：①检查接头部位是否存在松动及脱落现象[11]；②检查是否存在跳闸现象；③断电重启看故障现象能否消失；④检查是否存在电源故障。

特别，若ai=0,bi=+∞，则C={x∈Rn:xi≥0}。对∀u∈Rn，PC(u)=(max(xi,0))i。

另外，根据联合国人类发展报告，上述30个国家在考察期内包括发达国家14个，发展中国家13个，另外还有分属于不同年度和不同类别的国家3个。此外，在剔除中国样本后，2015年以上30个国家GDP总和在全球GDP占比超过66.2%。[注]世界银行数据中不包含中国部分数据指标。考虑数据口径的统一，本文在计算样本总占比时在分母中剔除了中国。有鉴于此，本文认为上述样本库在全球经济中具有一定的代表性。

[9]尹金峰.数控机床使用操作与排除方法研究[J].科技创新导报，2017(16)：6.

[10]金梅，孙召松.数控机床的常见故障排除与维护[J].工程科技与产业发展，2017(27)：104.

[11]姚映涵.试析数控机床机械结构故障诊断与维修[J].中国标准化，2017(2)：241.

[12]周兰，陈少艾.FANUC 0i-D/0i Mate-D数控机系统连接调试与PMC编程[M].北京：机械工业出版社，2016：137-138.

YOLO模型的检测速度相当快，不同于滑动窗口区域提取与选择性区域提取方法，YOLO在训练和预测过程中利用全图信息作为网络的输入，经过一次回归便完成了位置和类别的判定，因而YOLO相比其他目标检测算法达到了一个更加快速的检测效果。同时，YOLO能够学习到更加泛化的特征，例如各种遮挡情况下的人脸检测等任务。

[13]毕筱妍.浅析数控机床的常见故障排除与维修策略[J].经贸实践，2017(12)：345.

[14]关进良，刘萃伦，喻晓浩.数控机床随机故障的分析与处理[J].设备管理与维修，2017(10)：55.

[15]王钧.FANUC数控机床维护与维修技术初探[J].现代职业教育，2016，3(37)：127.