《數控工具機故障智慧型考核設備》是浙江亞龍教儀有限公司於2005年6月17日申請的專利，該專利的公布號為CN1881119，申請號為，授權公布日為2006年12月20日，發明人是陳繼權、陳傳周、鄭林松、陳東紅、陳昌安、葉明闖、李波、蔡桂飛。
《數控工具機故障智慧型考核設備》公開了一種數控工具機故障智慧型考核設備，包括：一個教師計算機、交換機和多個學生機，其中教師計算機通過乙太網和交換機與各個學生機進行通信，向學生機下發故障指令數據和接收學生機上發的考核結果數據。該數控工具機故障智慧型考核設備還包括多個故障生成器，每個故障生成器接收相應的學生計算機傳送的故障指令數據，並產生相應的真實故障數據傳送給數控工具機電路，每個故障生成器包括：接收學生機傳送的故障指令數據的接收電路；將故障指令數據解碼為控制繼電器矩陣位元組的解碼電路；產生干擾信號的干擾信號信號產生電路；將繼電器矩陣位元組和干擾信號合成為數據陣列的合成電路；以及根據合成的數據陣列生成故障的故障生成裝置。
2018年12月20日，《數控工具機故障智慧型考核設備》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《數控工具機故障智慧型考核設備》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：數控工具機故障智慧型考核設備
- 公布號：CN1881119
- 授權日：2006年12月20日
- 申請號：2005100768322
- 申請日：2005年6月17日
- 申請人：浙江亞龍教儀有限公司
- 地址：浙江省溫州市永嘉縣甌北鎮堡二工業區
- 發明人：陳繼權、陳傳周、鄭林松、陳東紅、陳昌安、葉明闖、李波、蔡桂飛
- Int.Cl.：G05B19/406(2006.01)、G09B25/02(2006.01)
- 代理機構：北京科龍寰宇智慧財產權代理有限責任公司
- 代理人：孫皓晨、賀華廉
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
在職業教育特別是在數控工具機的職業教育中，採用考核設備對學生的技能進行考核是非常必要的，它能夠花費較少的資金訓練學生掌握排除數控工具機一般故障的技能，為企業提供熟練的數控工具機技術工人。
與《數控工具機故障智慧型考核設備》相關的技術是CN136623A公開的“工具機電氣控制線路故障設備與考評系統”，該系統由主機、單元機、下位機和考核台構成，其考核台有一個配置由電器元件配成工具機電氣控制線路模擬盤的櫃體，下位機是由配置有EEPPROM存儲器和分別連線LED點陣顯示屏及輸入鍵盤的8279晶片的89C52型單片機。該考評系統雖然可以模擬工具機的一般電氣故障，以檢驗學生排除故障的技能。但是該考評系統不能模擬數控工具機真實故障，例如，不能模擬外部干擾對數控工具機造成的故障。
發明內容
專利目的
《數控工具機故障智慧型考核設備》的目的是提供一種能夠模擬數控工具機真實故障的數控工具機故障智慧型考核設備。
技術方案
根據《數控工具機故障智慧型考核設備》一個方面，提供了一種數控工具機故障智慧型考核設備，包括：一個教師計算機、交換機和多個學生機，其中教師計算機通過乙太網和交換機與各個學生機進行通信，向學生機下發故障指令數據和接收學生機上發的考核結果數據；其特徵在於還包括：
多個故障生成器，每個故障生成器接收相應的學生計算機傳送的故障指令數據，並產生相應的真實故障數據傳送給數控工具機電路，每個故障生成器包括：接收學生機傳送的故障指令數據的接收電路；將故障指令數據解碼為控制繼電器矩陣位元組的解碼電路；產生干擾信號的干擾信號信號產生電路；把繼電器矩陣位元組和干擾信號的地址/數據合成為數據陣列的合成電路；以及根據合成的數據陣列生成包括串入與干擾信號地址相對應的干擾信號的故障生成裝置。
其中，所述故障生成器還包括傳送正確/錯誤代碼的識別電路，用於判斷學生機傳送的故障指令數據是否有效。
其中，所述故障生成器還包括檢查印刷電路板的元件損壞情況的印刷電路板自檢電路。
其中，所述故障生成器還包括數據處理自監信號傳送/接收電路。
其中，所述干擾信號產生電路是方波信號產生器。
其中，所述干擾信號產生電路是生成六種不同頻率方波信號的生成器。
根據《數控工具機故障智慧型考核設備》另一方面，提供了一種適用於數控工具機故障智慧型考核設備的故障生成器，該故障生成器接收相應的學生計算機傳送的故障指令數據，並產生相應的真實故障數據傳送給數控工具機電路，所述故障生成器包括：接收學生機傳送的故障指令數據的接收電路；將故障指令數據解碼為控制繼電器矩陣位元組的解碼電路；產生干擾信號的干擾信號信號產生電路；把繼電器矩陣位元組和干擾信號的地址/數據合成為數據陣列的合成電路；以及根據合成的數據陣列生成包括串入與干擾信號地址相對應的干擾信號的故障生成裝置。
其中，所述故障生成器還包括傳送正確/錯誤代碼的識別電路，用於判斷學生機傳送的故障指令數據是否有效。
其中，所述故障生成器還包括檢查印刷電路板的元件損壞情況的印刷電路板自檢電路。
其中，所述干擾信號產生電路是方波信號產生器。
其中，所述干擾信號產生電路是生成六種不同頻率方波信號的生成器。
改善效果
《數控工具機故障智慧型考核設備》的技術效果是，可以利用計算機網路技術，傳輸教師計算機設定的故障編號，從而生成數控工具機常見的實際可以觀察、測量的故障現象，以訓練和提高學生實際排故、維修的工作能力，學生可以斷電測量也可以線上測量，解決真實工具機故障的難以線上測量，難以全面表現各種故障現象的技術難題。
附圖說明
圖1是《數控工具機故障智慧型考核設備》的數控工具機故障智慧型考核設備的配置圖；
圖2是《數控工具機故障智慧型考核設備》的數控工具機故障智慧型考核設備的故障生成器的電路方框圖；
圖3示出了《數控工具機故障智慧型考核設備》學生計算機傳送的有效數據故障編號的字元串的數據格式；
圖4示出了《數控工具機故障智慧型考核設備》的64個故障編號格式；
圖5是《數控工具機故障智慧型考核設備》的干擾信號生成器產生的斷續干擾的波形；
圖6是《數控工具機故障智慧型考核設備》的干擾信號生成器產生的連續電磁干擾的波形；
圖7a和圖7b分別是干擾信號直接串入和間接串入的示意圖；
圖8是工作信號、干擾信號和合成信號的波形圖；
圖9顯示了在數控工具機的一個輸出端子上產生模擬故障的示意圖，其中增加了與實際端子對應的故障測量端Y′；
圖10是串入模擬外來干擾信號的數控工具機的端子的故障測量示意圖。
技術領域
《數控工具機故障智慧型考核設備》涉及一種故障智慧型考核設備，特別是一種數控工具機故障智慧型考核設備。
權利要求
1.一種數控工具機故障考核設備，包括：一個教師計算機、交換機和多個學生機，其中教師計算機通過乙太網和交換機與各個學生機進行通信，向學生機下發故障指令數據和接收學生機上發的考核結果數據；其特徵在於還包括：多個故障生成器，每個故障生成器接收相應的學生計算機傳送的故障指令數據，並產生相應的真實故障數據傳送給數控工具機電路，每個故障生成器包括：接收學生機傳送的故障指令數據的接收電路；將故障指令數據解碼為控制繼電器矩陣位元組的解碼電路；產生干擾信號的干擾信號生成器；把繼電器矩陣位元組和干擾信號地址位元組合成為數據陣列的合成電路；以及根據合成的數據陣列生成數控工具機電氣故障的故障生成裝置，其中所生成的數控工具機電氣故障包括串入與干擾信號地址相對應的干擾信號。
2.根據權利要求1所述的數控工具機故障考核設備，其特徵在於，所述解碼電路還根據學生機傳送的相應故障指令數據生成相應的干擾信號地址位元組。
3.根據權利要求1所述的數控工具機故障考核設備，其特徵在於，所述故障生成裝置包括：根據合成的數據陣列控制多個繼電器切換動作的控制裝置。
4.根據權利要求3所述的數控工具機故障考核設備，其特徵在於，所述控制裝置是IC匯流排。
5.根據權利要求1所述的數控工具機故障智慧型考核設備，其特徵在於，所述故障生成器還包括傳送正確/錯誤代碼的識別電路，用於判斷學生機傳送的故障指令數據是否有效。
6.根據權利要求1所述的數控工具機故障智慧型考核設備，其特徵在於，所述故障生成器還包括檢查印刷電路板的元件損壞情況的印刷電路板自檢電路。
7.根據權利要求1所述的數控工具機故障智慧型考核設備，其特徵在於，所述干擾信號產生電路是方波信號產生器。
8.根據權利要求1所述的數控工具機故障智慧型考核設備，其特徵在於，所述干擾信號產生電路是生成六種不同頻率方波信號的生成器。
9.根據權利要求1所述的數控工具機故障考核設備，其特徵在於，所述故障生成器還包括數據處理電路，用於控制識別電路判斷學生機傳送的故障指令數據是否有效，以及將所述合成數據陣列轉送給所述故障生成裝置。
10.根據權利要求1所述的數控工具機故障考核設備，其特徵在於，所述學生機傳送的故障指令數據是故障號。
11.根據權利要求1所述的數控工具機故障考核設備，其特徵在於，所述干擾信號生成器是生成六種不同頻率方波信號的生成器。
12.一種適用於數控工具機故障考核設備的故障生成器，該故障生成器接收相應的學生計算機傳送的故障指令數據，並產生相應的真實故障數據傳送給數控工具機電路，其特徵在於所述故障生成器包括：接收學生機傳送的故障指令數據的接收電路；將故障指令數據解碼為控制繼電器矩陣位元組的解碼電路，該解碼電路還根據學生機傳送的相應故障指令數據生成相應的干擾信號地址位元組；產生干擾信號的干擾信號生成器；把所述繼電器矩陣位元組和所述干擾信號地址位元組合成為數據陣列的合成電路；以及根據合成的數據陣列生成數控工具機電氣故障的故障生成裝置，其中所生成的數控工具機電氣故障包括串入與干擾信號地址相對應的干擾信號。
13.根據權利要求12所述的故障生成器，其特徵在於，所述解碼電路還根據學生機傳送的相應故障指令數據生成相應的干擾信號地址位元組。
14.根據權利要求12所述的故障生成器，其特徵在於，所述故障生成裝置包括：根據合成的數據陣列控制多個繼電器切換動作的控制裝置。
15.根據權利要求14所述的故障生成器，其特徵在於，所述控制裝置是IC匯流排。
16.根據權利要求12所述的故障生成器，其特徵在於，所述故障生成器還包括傳送正確/錯誤代碼的識別電路，用於判斷學生機傳送的故障指令數據是否有效。
17.根據權利要求12所述的故障生成器，其特徵在於，所述故障生成器還包括檢查印刷電路板的元件損壞情況的印刷電路板自檢電路。
18.根據權利要求12所述的故障生成器，其特徵在於，所述干擾信號產生電路是方波信號產生器。
19.根據權利要求12所述的故障生成器，其特徵在於，所述干擾信號產生電路是生成六種不同頻率方波信號的生成器。
20.一種數控工具機故障考核設備，包括：一個教師計算機、交換機和多個學生機，其中教師計算機通過交換機與各個學生機進行通信，向學生機下發故障指令數據和接收學生機上發的考核結果數據。
實施方式
首先參見圖1所示的《數控工具機故障智慧型考核設備》的數控工具機故障智慧型考核設備的配置圖。《數控工具機故障智慧型考核設備》的數控工具機故障智慧型考核設備，包括：一個教師計算機1、交換機2、多個學生機3、多個故障生成器4和數控工具機電路5，其中教師計算機通過乙太網和交換機2與各個學生機3進行通信，向學生機3下發故障指令數據和接收學生機3上發的考核結果數據。
具體而言，教師計算機1與學生計算機3之間的通信是通過乙太網的TCP/IP來實現的，學生計算機3與故障生成器4通過RS232通信來實現數據交換。教師計算機1以字元串的形式將試卷的內容、答案、評分標準傳送給學生計算機3。學生計算機3從接收到的字元串中提取試卷的內容、答案、評分標準並把它們存在記憶體中：學生計算機3把某一道試題內容轉成8個位元組的二進制，再在8個位元組前加一個位元組的協定內容F7，最後將這9個位元組傳送給故障生成器4；在學生計算機3上輸入此題的答案，若答案與教師計算機1發過來的答案相同，則傳送解除此故障的命令（F7加上8個位元組全為0）給故障生成器4；考試完畢時，學生計算機3進行評分，並把評分結果以字元串的形式發給教師計算機1。教師計算機1對接收過來的字元串進行處理，並把結果存放在資料庫里。
故障生成器4接收學生計算機傳送的故障號碼，然後將解碼為控制繼電器矩陣位元組（由I2C地址/數據位元組組成），合成該故障編號所附加的干擾信號的地址/數據位元組，經過I2C匯流排，將合成數據陣列傳送到故障生成硬體的I2C匯流排，生成硬體故障及接通該故障應該具備的干擾方波。
此外，故障生成器4隨時自動監視故障生成硬體的印製線路板的元件的損壞情況，在顯示器進行提示。也可以不通過學生計算機3直接用鍵盤輸入故障編號，直接生成硬體故障，提高故障生成器的自我調試能力，便於生產。
另外，評分標準是數控車床排除故障是一個複雜的過程，因此《數控工具機故障智慧型考核設備》實行三層評分標準。把答案及評分標準分成區間A、區間B、區間C三層：A區間、B區間、C區間每層答對都要給分，每題得分就是三層區間得分的總和；任意一個區間答錯是否要倒扣分和答錯次數是否要扣分完全由老師決定。例如步進X軸CP+/CP-脈衝驅動器內部發生短路故障。故障現象是步進X軸不能進給。應該答區間A，X軸步進驅動器XPG，應該答區間B，CP+/CP-應該答區間C，為短路。
下面結合圖2所示的《數控工具機故障智慧型考核設備》的數控工具機故障智慧型考核設備的故障生成器的電路方框圖，詳細說明《數控工具機故障智慧型考核設備》的故障生成器4的結構。
每個故障生成器4接收相應的學生計算機傳送的故障指令數據（故障編號），並產生相應的真實故障數據傳送給數控工具機電路5。
每個故障生成器4包括：
接收學生機傳送的故障指令數據的接收電路41；
將故障指令數據解碼為控制繼電器矩陣位元組的解碼電路43；該解碼電路43還根據學生機傳送的相應故障指令數據生成相應的干擾信號地址位元組。學生機傳送的某些故障指令數據中包含串入干擾信號的指令（也就是，某些故障號的故障包括串入干擾信號），因此解碼電路43還生成干擾信號地址位元組，這實際上也是通過對故障號的解碼完成的；
產生干擾信號的干擾信號信號產生電路45；
把繼電器矩陣位元組和干擾信號的地址/數據合成為數據陣列的合成電路44；以及
根據合成的數據陣列生成包括串入與干擾信號地址相對應的干擾信號的故障生成裝置48。
所述故障生成裝置48包括：根據合成的數據陣列控制多個繼電器切換動作的控制裝置，其中，所述控制裝置是IC匯流排。
其中，所述故障生成器4還包括傳送正確/錯誤代碼的識別電路42，用於判斷學生機3傳送的故障指令數據是否有效。
其中，所述故障生成器4還包括數據處理電路46，用於控制識別電路42判斷學生機傳送的故障指令數據是否有效，以及將所述合成數據陣列轉送給所述故障生成裝置48。
其中，所述故障生成器4還包括傳送正確/錯誤代碼的識別電路42，用於判斷學生機3傳送的故障指令數據是否有效。儘管在圖2所示的實施例中，識別電路42是與數據處理電路分離設定的，但是也可以將識別電路42併入數據處理電路46中，使數據處理電路46同時具有判斷學生機3傳送的故障指令數據是否有效的功能，從而省略識別電路42。稍後將詳細說明併入識別電路42的識別功能的數據處理電路46。
其中，所述故障生成器4還包括檢查印刷電路板的元件損壞情況的印刷電路板自檢電路49。
其中，所述干擾信號產生電路45是方波信號產生器。
其中，所述干擾信號產生電路45生成六種不同頻率方波信號的生成器。
下面，通過舉例來進一步說明《數控工具機故障智慧型考核設備》的故障生成器4的工作原理。需要說明的是，該舉例僅僅用於理解《數控工具機故障智慧型考核設備》，而不是對《數控工具機故障智慧型考核設備》的限制，該領域的普通技術人員也可以根據該舉例採用其它的類似方式實施故障生成器，例如可以採用其它的編碼格式傳送故障指令數據，和採用其它的解碼格式對故障指令數據進行解碼。
該實例的故障生成器4的接收電路41接收學生計算機3傳送的有效數據故障編號，該故障編號的位元組串的數據格式如圖3所示。
《數控工具機故障智慧型考核設備》可以有64個故障編號格式，如圖4所示，其中數據DATA1的D7至D0代表64至57號故障；數據DATA2的D7至D0代表56至49號故障；數據DATA3的D7至D0代表48至41號故障；數據DATA4的D7至D0代表40至33號故障；數據DATA5的D7至D0代表32至25號故障；數據DATA6的D7至D0代表24至17號故障；數據DATA7的D7至D0代表16至9號故障；數據DATA7的D7至D0代表8至1號故障。
Dx位編號格式：Dx＝1表示故障存在，Dx＝0表示故障不存在。
採用單片機異步通訊硬體，中斷方式判別引導字元是否正確，正確的接收下八位元組，不正確的則放棄接收；接收的八字元，經過三次數據校對一致的，存入記憶體。
解碼電路43定時地提取記憶體中故障八位元組，逐位（共64位代表64個故障）判別是1或0。是1的表示有故障解碼，則解碼為該故障的繼電器矩陣數據位元組（包括IC地址/數據）
即形成760701H 000000H存入記憶體。
將故障指令數據解碼為控制繼電器矩陣位元組的解碼電路。
具體分析為二步進行：
第一步是故障指令數據解碼為具體要動作的繼電器種類，在軟體上說是繼電器的元件代碼。
例如圖9所示，要表現四種故障，在故障指令數據為DATA1～DATA3＝00HDATA4＝20HDATA5～DATA8＝00H，稱為G38號故障，它體現出“真部件XS20插座部件”傳輸到“真部件XS20輸出端子部件”的Y10→Y10″、Y05→Y05″出現線路交叉錯位，即出現Y10→Y05″、Y05→Y10″它通過繼電器元件軟體各稱為P40P1、P40P2、P40P3、P40P4的動作來實現這一步的軟體解碼過程，實質上是一種查表程式，在G38的表位置上放置P40P1、P40P2、P40P3、P40P4的名稱。
由故障G1～G64組成一個矩陣元件名稱表，解碼的第一步將矩陣元件名稱表中的字元串代碼查訊出來，放入記憶體指定位置上，它反映出故障編號和故障現象的關係，故障編號和故障現象關係如不變，即使印製線路板的硬體發生變化，這一段解碼過程也不會改變。
第二步解碼過程是將檔案名稱稱表的字元串代碼逐個地找出它在IC匯流排中的地址/數據位置，具體設計為P40P1→74H/0001H，P40P2→74H/0002H，P40P3→74H/0004H，P40P4→74H/0008H，它反映出元件的軟體名稱和印製線路板的硬體的相互關係，改變印製線路板的硬體結構，就要改變這種關係式。
如果採用相同的印製線路板硬體，即使不同類型的數控工具機，不同型號的數控設備，它的這一步解碼的關係式保持不變。
74H/0002H中74H表示是IC硬體SAA1064型號的器材地址，該器材地址為7XH，0002H是SAA1064型號硬體的I/O口位置。
74H/0001H和74H/0002H、74H/0004H、74H/0008H合併成74H/000FH數據處理器（單片機）連續傳送74H00H0FH三個位元組到IC數據匯流排上，74H地址的IC硬體器材，將自動接收數據00H0FH，在硬體器材上的0001HI/O口、0002HI/O口、0004HI/O、0008HI/O口，呈現高電平，使相應位置上的繼電器產生吸合動作，完成故障現象的硬體表現。
以上是故障指令數據解碼為繼電器矩陣的解碼過程，而干擾信號的解碼過程和以上的方法相似，但由於是由IC器材中另一類型硬體PCF8574器材地址為4XH組成。同時干擾信號種類（六種）的選擇，由4XH地址構成，而在具體故障位置的直接串入/間接串入是由7XH地址構成，所以合成數據陣列就形成如圖10中G54號故障帶干擾信號的數據陣列為76H07H01H4AH08H00H，同樣道理單片機將76H07H01H4AH08H00H傳送到IC匯流排上，76H地址的IC硬體接收07H01H數據，4AH地址的IC硬體接收08H00H數據，使之相應的I/O口出現高電平，完成故障的硬體設定任務。
干擾信號生成器45產生多種模擬的真實工具機外來干擾信號，這些外來干擾信號多種多樣，有電磁干擾，繼電器動作火花干擾、空間干擾等。
《數控工具機故障智慧型考核設備》主要模擬六種常見的干擾形式，干擾信號幅度可以調節。
所產生的干擾信號可以是如圖5所示斷續干擾信號，數秒鐘時間產生幾次干擾信號，干擾信號脈衝寬度40μs～0.5毫秒。也可以是圖6所示的連續干擾信號。
干擾信號的串入可以採用圖7a所示的直接串入和圖7b所示的禁止層串入兩鐘形式串入數控工具機的相應端子。
合成電路44將控制繼電器矩陣的地址/數據和必須的干擾信號的地址/數據合成故障控制陣列。根據干擾信號的地址/數據，使干擾信號產生電路45輸出相應的干擾信號，並把合成故障控制陣列經由處理電路46送入故障生成裝置48，使其產生相應的故障。
例如，上例中54號故障，產生對數控工具機步進Y軸的CP+/CP-工作信號的連續干擾信號。該干擾信號為頻率（2毫秒）＝500千赫茲方波信號經過地址4AH數據
D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
直接串入，則合成故障控制陣列變為760701H4A0800H。原工作信號CP+/CP-隨Y軸步進的進給速度的變化而頻率變化，但合成後的工作信號，一種是強幹擾信號抑制原工作信號，僅是干擾信號，另一種就變成頻率不相等的方波信號，使Y軸進給時快時慢，並發生失步工作，加工精度達不到要求。圖8示出了合成後的信號波形。
數據處理器46進行以下工作：
一、數據處理：
1、與故障生成有關的數據處理：①定時接受學生機通過異步通訊發來的故障編號，進行數據的校正、檢查、解碼合成故障控制陣列的字元串代碼存入記憶體。校正、檢查過程：把第一次接收的八個有效故障編號的數據存入第一記憶體位置，第二次接收的八個位元組和記憶體中第一次接收的位元組進行比較，全部正確的，存入第二記憶體位置。如有一個位元組不正確的，則將第二次接收的八個位元組存入第一記憶體位置，也就是取消第一次接收數據。第三次接收的八個位元組和第一記憶體位置的八個位元組比較，相等的再和第二記憶體的八個位元組比較，相等的，放入有效的故障編號的記憶體位置，表示接收位元組有效。什麼位置不相等的，就存入該位置，即取消原位置的數據。
這樣可以排除學生機傳送數據過程和故障生成器接收過程的出現部分錯誤。
②異步通訊時，和教師計算機約定一份試卷可以有多到64個題目，但每一個題目只有一個故障編號，即：“1號”故障～“64號”故障其中的一個。所以數據處理將有效的接收位元組，進行檢查。只有一個“1”其餘都是“0”或者全是“0”的為正確的接收位元組進行解碼，合成等工作。否則改寫第一記憶體、第二記憶體、有效記憶體數據全為“00H”。
③定時傳送數據校正、檢查的結果，是正確的傳送“7FH”、“AAH”。是錯誤的傳送“7FH”、“55H”信息。與學生計算機保持聯繫。另起一行以上組成判斷學生機傳送的故障指令數據是否有效的過程。
④定時傳送故障控制陣列的字元串給九塊印製線路板上的IC硬體器材，生成學生機送來的故障編號的故障內容。
2、與故障生成無關的輔助數據處理
根據鍵盤輸入，數據處理後顯示在數碼管。
①例鍵盤輸入自檢64個故障的故障現象，數碼管出現“Gou-00”時，用加1鍵或減1鍵，使數據管顯示“Gou-01”……“Gou-64”，在“Gou-××”，故障生成器自動生成××號的硬體故障，方便故障生成器的故障調試和維修。
②例鍵盤輸入九塊印刷板的手動監視情況，數據處理後一塊板一塊板地，顯示有否硬體問題。
③例為檢查學生機傳送過來的故障編號，輸入鍵盤後，數碼管分兩次連續顯示“××××14”、“××××58”，前一個六位元組表示DATA1～DATA4的段碼和“14”表示DATA1～DATA4位置。後一個六位元組表示DATA5～DATA8的段碼和“58”表示DATA5～DATA8位置。段碼錶示a、b、c、d、e、f、g、h八段的每一個DATA的D0～D7的0/1，0不顯示該段碼。1顯示該段碼。
二、在故障自動生成過程中，要定時監視印製線路板返回信號，由於IC匯流排是數據處理器和IC硬體器材的相互傳送/接收過程，有傳送，無應答。會造成IC匯流排的等待狀況，或者稱“當機”。所以必須首先檢查印製線路板的IC器材是否桿入或是否完好，所以未插入或不完好，則數據處理器就不傳送其硬體的數據，這在調試過程中，由於是一塊板的調試，經常會出現的現象，因此設計三條I/O口的傳送和三條I/O口的接收，三條I/O口組成8位數據0～6數字，代表主機板和其餘的七塊板印製板/一塊無號板相互數據交換，主機傳送“000”二進制代碼時，0號印製板就會自動將硬體的狀態用三條I/O口組成的代碼“0～7”返回主機，當0號板返回“000”表示無故障，“001”～“111”表示7種故障狀態。2005年6月前僅提供2種故障狀態，“111”表示0號板未安裝，接收三條I/O口出現初始狀態的數據“001”表示0號板IC器材，地址錯誤。主機傳送“001”代碼1號板返回“001”代碼，表示無故障，返回“010”表示IC器材地址錯誤……，代碼6號板返回“110”表示無故障，返回“000”表示IC器材地址錯誤。而印製線路板的傳送/接收是由硬體電路組成的。
以上就是自監信號的傳送/接收電路的基本工作過程。
三、定時改表六種干擾信號輸出管腳的高電平/低電平，形成六種干擾脈衝波形。由於干擾脈衝大多數為高頻火花形成斷續脈衝和低頻的連續脈衝構成。三種斷續脈衝和三種連續脈衝波形圖如圖5、圖6所示。
故障生成裝置48：由於數控銑床系統有九塊印製線路板組成，板內採用IC集成匯流排和自監控集成和繼電器矩陣等硬體組成.一般來說，故障生成裝置48由IC匯流排和IC匯流排控制的多個繼電器（80個）組成，其中IC匯流排根據數據處理電路46發出的合成數據陣列控制與其連線的相應繼電器工作，從而產生數控工具機相應端子的開路/短路/交叉故障，並把干擾信號串入數控工具機的相應端子。此《數控工具機故障智慧型考核設備》將常見的數控銑床故障的短路、開路、交叉現象，分解為系統內各個端子之間的關係，形成端點和端點之間的短路，端點之間的開路及端點串入干擾信號的短接。由於分解為最小的端點常閉/常開，採用繼電器的常閉/常開觸頭組合而成，所以幾乎所有的故障都可以形成，而且繼電器可以被不同的故障編號重複使用，構成最省繼電器的矩陣排列形式。
數控銑床的常見故障，大多數發生系統的部件內部損壞狀態。該設備在不改變原部件內部硬體的基礎上，設計真/假部件的方法將系統部件內部故障演示出來，而且假部件的所有端點都開放給學生，可以用萬能表線上測試，可以用示波器線上測量（真實的數控銑床在處於工作狀態是難以線上測量）。
例如，如圖9所示，系統的數控HNM的PLC輸出端子XS20桿座故障情況：
①Y10內部開路：P40P1繼電器動作；
②Y10和Y05外部交叉：P40P2、P40P3、P40P4、P40P5繼電器動作；
③Y10和Y05外部短路：P40P3、P40P4、P40P1、P40P6繼電器動作；
④Y05內部開路：P40P6繼電器動作。
例如，如圖10所示，系統的數控HNM的步進輸出XS31桿座
故障情況：①CP+/CP-外部開路：P52P9、P51P1
②CP+/CP-內部開路：P62P10、P62P11
③CP+/CP-內部短路：P62P10、P62P11、P62P2
④CP+/CP-內部干擾：P62P10、P62P11、P62P9、P61P1、P20P4
⑤CP+/CP-外部干擾：P62P9、P61P1、P20P4
榮譽表彰
2018年12月20日，《數控工具機故障智慧型考核設備》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
