國外高檔加工中心自動(dòng)換刀系統(tǒng)的可靠性研究.pdf

1、伴隨著機(jī)械設(shè)備的功能水平及自動(dòng)化程度提高，機(jī)床發(fā)生故障的可能性越來越大，可靠性問題已嚴(yán)重制約了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。加工中心關(guān)鍵功能部件作為機(jī)床的重要組成部分，其可靠性水平的高低直接影響著整機(jī)的可靠性水平，如換刀系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及主軸等，這些關(guān)鍵功能部件一旦發(fā)生故障，將直接影響著整個(gè)加工中心的加工效率以及用戶的經(jīng)濟(jì)效益。
　　自動(dòng)換刀系統(tǒng)是高檔加工中心的一個(gè)重要組成部分，是體現(xiàn)高檔加工中心性能的重要部分。盡管國產(chǎn)自動(dòng)換刀系統(tǒng)能夠基本滿足

2、功能要求，然而其可靠性水平無法與國外先進(jìn)產(chǎn)品相比，這嚴(yán)重制約了國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，如果自動(dòng)換刀系統(tǒng)的可靠性得到提升，將有助于國產(chǎn)高檔數(shù)控加工中心的可靠性水平的提升。國內(nèi)學(xué)者在整機(jī)的可靠性研究方面，已經(jīng)有了一定的理論基礎(chǔ)。由于國內(nèi)機(jī)床企業(yè)出于短期投資回報(bào)率的目的，國內(nèi)學(xué)者無法做到對(duì)自動(dòng)換刀系統(tǒng)進(jìn)行多年的跟蹤實(shí)驗(yàn)，無法獲得可靠充足的故障數(shù)據(jù)，這就限制了它的可靠性相關(guān)研究。并且專門針對(duì)自動(dòng)換刀系統(tǒng)可靠性建模研究的文獻(xiàn)相對(duì)較少。另外，

3、對(duì)它的研究并不全面，存在很多不足之處。所以，對(duì)自動(dòng)換刀系統(tǒng)的可靠性研究是有必要的。這樣可以有助于縮短自動(dòng)換刀系統(tǒng)的可靠性增長(zhǎng)周期，為產(chǎn)品可靠性改進(jìn)設(shè)計(jì)及故障診斷維修提供了理論參考。同時(shí)在工程中，對(duì)于類似產(chǎn)品的相關(guān)研究也有很大的參考價(jià)值。
　　本文基于現(xiàn)場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)下采集得到的故障數(shù)據(jù)，應(yīng)用故障總時(shí)間法對(duì)多組不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理，這樣可以為后續(xù)可靠性分析提供一個(gè)比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù);應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)建模理論，并選用三參數(shù)威布爾分布模型，引

4、入最小二乘法、右逼近法、K-S檢驗(yàn)，分別建立基于整機(jī)故障間隔時(shí)間的可靠性模型、基于自動(dòng)換刀系統(tǒng)故障間隔時(shí)間的可靠性模型、基于自動(dòng)換刀系統(tǒng)首次故障時(shí)間的可靠性模型，這樣可以得到更精確的可靠性模型;并結(jié)合以上三種模型，應(yīng)用點(diǎn)估計(jì)法，分別得到整機(jī)的平均故障間隔時(shí)間，自動(dòng)換刀系統(tǒng)的平均故障間隔時(shí)間和平均首次故障時(shí)間;應(yīng)用改進(jìn)的危害度法分別分析整機(jī)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)的故障模式，這樣可以得到更合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;應(yīng)用Bayes后驗(yàn)概率模型，建立自動(dòng)換刀系統(tǒng)