面向可靠性的數(shù)控機床結(jié)構化分解方法及應用.pdf

1、數(shù)控機床由于其自身的復雜性,機、電、液、光、控相互交叉耦合,站在整機的角度直接分析難度非常大?？茖W研究方法指出,在分析這類復雜系統(tǒng)的時候,比較行之有效的方法是將其分解成一個個小系統(tǒng)或基本單元,把對整機系統(tǒng)的分析轉(zhuǎn)化為對―基本單元‖的分析,從而達到―由繁到簡‖、―由復雜到簡單‖的分析目的。論文針對傳統(tǒng)的功能模塊分解和―部件—組件—零件‖分解方法中的不足,在分析了可靠性、精度、精度壽命與機床系統(tǒng)功能運動和零部件基本動作之間的關系后,提出了基

2、于數(shù)控機床加工運動分析的PFMA(譜系—功能—運動—動作)結(jié)構化分解技術,詳細闡述了分析技術中關于―譜系—功能—運動—動作‖的系統(tǒng)功能分解思路與主要研究內(nèi)容。
　　首先針對數(shù)控機床在加工不同零件、采用不同加工工藝的基礎上,采用大量的調(diào)研和檢測收集數(shù)據(jù),利用統(tǒng)計分析技術對收集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,通過散點圖和條形圖建立了數(shù)控機床加工運動的―功能譜‖。
　　然后在―功能譜‖的基礎上,本文在分析了以零部件為基礎的結(jié)構化分解方法存在的

3、不足,提出了PFMA結(jié)構化分解方法。通過建立數(shù)控機床從整機加工功能到零部件基本動作進行結(jié)構化分解的原則,研究數(shù)控機床加工運動原理,分析實現(xiàn)整機加工運動時各個部件所具有的運動,按照運動機構動力的傳遞、轉(zhuǎn)換將部件運動繼續(xù)分解,直到得到機床最小的運動單元—元動作。通過上述分析,確定了―TOP-DOWN‖結(jié)構化分解過程遵循―譜系—功能—運動—動作‖的基本思路,將整機到零件之間劃分成不同的級別,建立層次樹形結(jié)構模型即―PFMA樹‖。以臥式加工中心

4、TH(M)6380為例進行了PFMA結(jié)構化分解,得到機床基本元動作的結(jié)構及示意圖,并對機床的運動傳遞關系進行了梳理。
　　其次,在PFMA分解的基礎上,針對分解的每一個節(jié)點進行可靠性控制。提出了節(jié)點可靠性屬性偽伴隨矩陣的概念,將影響可靠性的5M1E定義為PFMA節(jié)點的屬性,利用網(wǎng)絡分析法依此提取出層次節(jié)點屬性,利用德爾菲法將節(jié)點屬性進行模糊定量化,構造節(jié)點屬性的矩陣,并通過偽伴隨矩陣的求解對節(jié)點屬性進行優(yōu)化。
　　最后,基于