數(shù)控機床可靠性技術(shù)的分析與研究

1、數(shù)控機床可靠性技術(shù)的分析與研究作者 時振偉摘要：當(dāng)前數(shù)控技術(shù)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，促進了各個領(lǐng)域的極大發(fā)展。數(shù)控機床具有精密、高效、柔性自動化和易于實現(xiàn)工藝復(fù)合和信息集成等的諸多特點，特別適於加工復(fù)雜形狀的零件，因而成為現(xiàn)代先進制造技術(shù)最重要的基礎(chǔ)裝備和世界機床市場的主流產(chǎn)品，備受到機械制造企業(yè)的青睞。但是數(shù)控機床市場仍然存在風(fēng)險，數(shù)控機床技術(shù)也有諸多不完善之處，因此要想更好發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的特點，就要將其故障率降低，所以數(shù)控機床可靠性技術(shù)也就顯得尤為重要。本文主要是針對數(shù)控機床可靠性技術(shù)展開，對其進行分析研究。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 數(shù)控機床 可靠性 可靠性指標 數(shù)控機床故障一、 數(shù)控技術(shù)、數(shù)控機床及

2、可靠性技術(shù)概念闡釋及可靠性指標1.數(shù)控技術(shù)簡稱數(shù)控（Numerical Control ）就是用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。它通常是對位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關(guān)的開關(guān)量的控制。2.數(shù)控機床數(shù)字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。程序控制系統(tǒng)能夠處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并且將其進行譯碼，用代碼化的數(shù)字表示出來，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作使其按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。3.數(shù)

3、控機床可靠性數(shù)控機床產(chǎn)品、數(shù)控系統(tǒng)在其規(guī)定的特有條件下及規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力，稱為數(shù)控機床可靠性。4.數(shù)控機床可靠性指標平均無故障時間MTBF、平均故障修復(fù)時間MTTR、可用度A。平均無故障時間（Mean Time Between Failure，簡稱 MTBF），是指產(chǎn)品從一次故障到下一次故障的平均時間。平均故障修復(fù)時間（Mean Time To Repair，簡稱MTTR)，是隨機變量恢復(fù)時間的期望值。它包括確認失效發(fā)生所需的時間，和維護所需要的時間，獲得配件的時間，維修團隊響應(yīng)的時間，記錄所有任務(wù)的時間，還有將設(shè)備重新投入使用的時間，即指系統(tǒng)修復(fù)一次故障所需要的時間。它是衡量

4、一個產(chǎn)品可靠性的指標，它的值越小說明該系統(tǒng)的可靠性越高。數(shù)控機床常用平均無故障時間MTBF作為可靠性的定量指標。二、 數(shù)控機床可靠性技術(shù)存在的必要性（一） 數(shù)控機床市場的不斷發(fā)展（需求）目前我國正處于工業(yè)化中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設(shè)經(jīng)濟強國轉(zhuǎn)變，從脫貧向致富轉(zhuǎn)變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎(chǔ)的高增長行業(yè)發(fā)展勢頭強勁，構(gòu)成了對機床市場尤其是數(shù)控機床的巨大需求。數(shù)控機床已成為機床消費的主流。我國未來數(shù)控機床市場巨大。近年來國產(chǎn)中檔數(shù)控機床進步明顯，但所占市場份額仍然不夠大。由于數(shù)控機床不斷采納科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的各種新技術(shù)，使得其功能日趨完善，數(shù)控技

5、術(shù)在機械加工中的地位也顯得越來越重要，數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因此數(shù)控機床領(lǐng)域也將不斷壯大和發(fā)展。數(shù)控機床的不斷發(fā)展，從而使得對數(shù)控機床可靠性技術(shù)的研究成為十分必要。（二） 機床故障率的偏高我國數(shù)控機床存在著自主開發(fā)能力薄弱，功能部件發(fā)展滯后，產(chǎn)品自動化水平低，可靠性、精度保持性差等突出問題。而這些突出問題使得數(shù)控機床的可靠性差，性能穩(wěn)定性差，從而直接制約著我國數(shù)控機床的銷售和發(fā)展。近幾年雖然國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)MTBF大都超過10000H，但國際上先進企業(yè)數(shù)控系統(tǒng)MTBF已達80000H，這表明我國與國際先進數(shù)控水平仍存在較大差距。同樣地，雖然我國機床工業(yè)取得了較大進步，每年的

6、產(chǎn)量達到了千臺以上，但我國的機床大部分水平較低。一些用戶對數(shù)控機床的故障還不能及時正確的判斷和準確的排除故障，生產(chǎn)廠家的售后服務(wù)又存在很多不周之處從而使得國內(nèi)數(shù)控機床系統(tǒng)開動率平均不高。巨大的市場需求，但是技術(shù)方面卻又存在著很多不足，這樣大量國外數(shù)控機床產(chǎn)品大量涌入，擠占我國大份額的市場，要想解決這一問題就要提高數(shù)控機床可靠性，那么對數(shù)控機床可靠性技術(shù)的分析和研究也就十分必要。（三） 數(shù)控機床可靠性技術(shù)的意義數(shù)控機床的可靠性，影響著數(shù)控機床的使用情況，影響著人們的使用信心，影響著我國數(shù)控機床市場的繼續(xù)發(fā)展和持續(xù)穩(wěn)定，影響著我國與國際水平的較量。提高數(shù)控機床的可靠性，不僅可以促進機床市場的持續(xù)穩(wěn)

7、定發(fā)展，更有利于改變我國機床工業(yè)的現(xiàn)狀，實現(xiàn)民族裝備制造業(yè)的振興。三、 數(shù)控機床可靠性技術(shù)的研究（一） 數(shù)控機床可靠性評定方法在提高數(shù)控機床可靠性的過程中，有來自使用現(xiàn)場和來自經(jīng)驗的數(shù)據(jù)之分。要跟據(jù)根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)方法的不同，采用不同的評價方法。一般而論，數(shù)控機床可靠性的評定方法有以下幾種。修正極大似然法和序貫壓縮相結(jié)合的方法（法）指數(shù)壽命型串聯(lián)系統(tǒng)的法指數(shù)壽命型單元產(chǎn)品在數(shù)控機床中應(yīng)用十分廣泛。指數(shù)壽命型串聯(lián)系統(tǒng)的方法，其基本思想是先將指數(shù)壽命型單元轉(zhuǎn)換為成敗型單元，然后應(yīng)用法和法對轉(zhuǎn)換后的等效系統(tǒng)進行可靠性評估?；谛刨嚪椒ǖ臄?shù)控機床可靠度的分析法信賴方法是求構(gòu)件、子系統(tǒng)及系統(tǒng)可靠度的置信

8、界限的一種近似方法。第一種的準確度較第二種更高,表明將數(shù)控機床的各個單元看成是成敗型較指數(shù)型更合理;在數(shù)據(jù)充分的情況下,采用基于信賴方法的數(shù)控機床可靠度分析方法更為合理（二） 數(shù)控車床可靠性技術(shù)分析方法通過對加工中心故障信息的科學(xué)分析,找出加工中心運行中的薄弱環(huán)節(jié),確定可靠性改進的主要方向。加工中心是現(xiàn)代信息科學(xué)與傳統(tǒng)機械技術(shù)相結(jié)合的典型產(chǎn)品。因為新技術(shù)不斷被應(yīng)用,加工中心的故障模式發(fā)生了很多變化,因此進行故障分析,找出其薄弱環(huán)節(jié)和潛在的弱點,并把故障分析的結(jié)果反映各個部門,使各個部門改進技術(shù)，提高產(chǎn)品的可靠性已成為當(dāng)務(wù)之急。對加工中心故障信息進行正確分析，就要采用正確的分析方法。采用傳統(tǒng)頻次

9、主次圖分析方法與故障比重比方法及危害度分析方法相結(jié)合的方法對加工中心故障信息進行分析,解決上述問題1.故障比重比加工中心各子系統(tǒng)的可靠性來保證整機的可靠性,而各子系統(tǒng)的可靠性指標又是不同。故障比重比圖能夠更準確地反映各系統(tǒng)可靠性與其指標之間的差距,從而更科學(xué)地確定糾正故障的主攻方向。2傳統(tǒng)故障頻次主次圖是行業(yè)制定可靠性改進工作的重要依據(jù),顯示故障發(fā)生頻次的高低。3.危害度分析是對故障模式影響及危害性的分析。通過分析可以獲得影響加工中心可靠性的關(guān)鍵部件,摸清攻關(guān)產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié),從而有針對性地進行可靠性改進設(shè)計。將這三種方法相結(jié)合可以有效降低單一情況下易造成分析失誤的概率，從而更好地對數(shù)控機床進行

10、可靠性分析，提高數(shù)控機床的可靠性。（三） 重視數(shù)控機床可靠性技術(shù)，更好促進機床現(xiàn)代化依據(jù)機床各部分組件的功能、重要成度，把經(jīng)濟、技術(shù)及資源等內(nèi)容進行綜合考慮，從而確定相應(yīng)可靠性指標的動態(tài)影響因子，進而更好地指導(dǎo)設(shè)計、制造和采購組件，更好地促進可靠性的提高。防止盲目增加數(shù)控機床生產(chǎn)能力。而應(yīng)該提高創(chuàng)新能力、人員素質(zhì)和企業(yè)素質(zhì)。抓好改制、改組工作。在面對市場需求增加的同時，求穩(wěn)妥發(fā)展，慎重抓能力，注重售后服務(wù)，努力降低故障率，出現(xiàn)故障及時有效進行處理。 重視質(zhì)量和服務(wù)。機床行業(yè)是一個要求對質(zhì)量承諾的行業(yè)，如今市場好轉(zhuǎn)，我們更要重視質(zhì)量和服務(wù)，對用戶更加熱情周到，在市場好的時候努力樹立和維護品牌。 積極引進國外先進技術(shù)，并積極消化、吸收、創(chuàng)新。更好促進數(shù)控機床的現(xiàn)代化發(fā)展。于此同時由于先機技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)控機床的可靠性保障顯得更為重要，所以就要努力學(xué)好并掌握數(shù)控機床可靠性技術(shù)，為機床的質(zhì)量提供可靠保障?？偨Y(jié)：作為當(dāng)今科學(xué)研究、工業(yè)中的一項重要內(nèi)容的可靠性理論和技術(shù)，特別是在高科技產(chǎn)品研制中，可靠性有效保證了產(chǎn)品質(zhì)量?？煽啃允呛饬繑?shù)控機床質(zhì)量的標準，也是數(shù)控行業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。所以我們要十分重視數(shù)控機床可靠性技術(shù)的研究，努力促進研究成果的有效交流和運用，為當(dāng)今中國數(shù)控機床更好發(fā)展出一份力量。參考文獻：1 許彬彬.