数控系统是接收数控程序控制机床的运动和加工过程,其受控对象数控机床集成了电气、计算机、机械、液压等技术,控制系统的健康状态直接影响着加工零部件的质量和服役寿命。特别是随着大量复杂精密数控机床的不断涌现,数控系统在使用过程中出现的故障原因和类型呈现多样化和复杂化,致使难以凭操作经验对数控机床电气故障部位和原因做出正确的诊断和维修,而依赖人工对故障进行诊断和维修也将带来巨大的时间消耗和经济损失。因此,如何针对具体数控系统,运用专家知识对机床电气故障建立智能诊断模型,提供有效解决方案显得极为迫切。为此,本文以FANUC0iD系统的电气故障诊断为研究对象,设计并开发电气故障智能诊断模型和诊断专家系统,具体研究工作如下:1、首先研究了数控机床的结构特点以及组成,对常见的故障类型分析,分析了FANUC系统的组成与结构,并在此基础上针对数控机床电气故障诊断专家系统的需求和设计思路进行研究,包括专家系统和故障树。专家系统主要介绍的是其分类、结构以及特点等,深入探讨和研究故障树分析流程,并对故障树模型进行定性和定量分析。2、根据应用场景构建了基于FANUC系统的电气故障树模型,研究了基于Fussed法求解最小割集,实现将复杂故障树模型分解成简单的子树模型,设计了基于专家系统的专家知识库,同时深入研究了专家系统的推理机制,将专家系统的知识获得与故障树的建立相耦合,基于故障树专家知识生成诊断专家系统知识库,有效提高专家系统推理机制的效率。3、将专家系统和故障树有机结合在一起,以FANUC0iD数控系统为对象,建立起专门的电气故障智能诊断系统。应用于旋转刀架的换刀故障实例,该系统的准确性和可靠性得到验证,并针对加工中心机械手刀库换刀中断故障,建立了一种自诊断的自动恢复方法,有效解决了加工中心换刀中断的故障问题。综上,本文的研究将为FANUC数控机床电气故障智能诊断和维修提供有效诊断模型和解决方案,并将扩展故障诊断类型和应用范围。