數控機床的可靠性技術研究

，.華北理工大學；.唐山工業職業技術學院

數控機床的可靠性技術研究

文/周德新1姚洪平2，1.華北理工大學；2.唐山工業職業技術學院

本文首先對數控技術、數控機床可靠性技術等相關概念進行了闡述，概述了可靠性指標，進而從數控機床可靠性技術存在的必要性入手，將課題重點引入到數控機床可靠性技術評定方法和分析方法的研究中，從而使可靠性技術在數控機床中能夠更好地運用起到借鑒作用。

數控技術；數控機床；可靠性指標；數控機床故障

1 數控技術、數控機床及可靠性技術概念及可靠性指標

1.1 數控技術

數控技術簡稱數控，就是用數字控制的方法對某一工作過程實現自動控制的技術。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的開關量的控制。

1.2 數控機床

數控機床是數字控制機床，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。程序控制系統能夠處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并且將其進行譯碼，用代碼化的數字表示出來，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，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。

1.3 數控機床可靠性

數控機床產品、數控系統在其規定的特有條件下及規定的時間內，完成規定功能的能力，稱為數控機床可靠性。

2 數控機床可靠性技術存在的必要性

2.1 數控機床市場的不斷發展(需求)

目前我國正處于工業化中期，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產、建材、機械、電子、化工等一批以重工業為基礎的高增長行業發展勢頭強勁，構成了對機床市場尤其是數控機床的巨大需求。數控機床己成為機床消費的主流。我國未來數控機床市場巨大近年來國產中檔數控機床進步明顯，但所占市場份額仍然不夠大。

2.2 機床故障率偏高

我國數控機床存在著自主開發能力薄弱，功能部件發展滯后，產品自動化水平低，可靠性、精度保持性差等突出問題。而這些突出問題使得數控機床的可靠性差，性能穩定性差，從而直接制約著我國數控機床的銷售和發展。近幾年雖然國產數控系統MTBF大都超過10000h，但國際上先進企業數控系統MTBF己達80000 h，這表明我國與國際先進數控水平仍存在較大差距。同樣地，雖然我國機床工業取得了較大進步，每年的產量達到了千臺以上，但我國的機床大部分水平較低。一些用戶對數控機床的故障還不能及時正確地進行判斷和準確地排除故障，生產廠家的售后服務又存在很多不周之處，從而使得國內數控機床系統開動率平均不高。巨大的市場需求，但是技術方而卻又存在著很多不足，這樣大量國外數控機床產品大量涌入，擠占我國大份額的市場，要想解決這一問題就要提高數控機床的可靠性，那么對數控機床可靠性技術的分析和研究也就十分必要。

3 數控機床可靠性技術的研究

3.1 數控機床可靠性評定方法

在提高數控機床可靠性的過程中，有來自使用現場和來自經驗的數據之分。要根據所獲得的數據方法的不同，采用不同的評價方法。一般而言，數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合的方法。

◆指數壽命型串聯系統法，指數壽命型單元產品在數控機床中應用十分廣泛。指數壽命型串聯系統的方法，其基本思想是先將指數壽命型單元轉換為成敗型單元，然后應用法和法對轉換后的等效系統進行可靠性評估。

◆基于信賴方法的數控機床可靠度的分析法，信賴方法是求構件、子系統及系統可靠度的置信界限的一種近似方法。

3.2 數控車床可靠性技術分析方法

通過對加工中心故障信息的科學分析，找出加工中心運行中的薄弱環節，確定可靠性改進的主要方向。加工中心是現代信息科學與傳統機械技術相結合的典型產品。因為新技術不斷被應用，加工中心的故障模式發生了很多變化，因此進行故障分析，找出其薄弱環節和潛在的弱點，并把故障分析的結果反映到各個部門，使各個部門改進技術，提高產品的可靠性己成為當務之急。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。采用傳統頻次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合的方法對加工中心故障信息進行分析，以解決上述問題：

◆故障比重比加工中心整機可靠性是由各子系統的可靠性來保證的，而各子系統的可靠性指標是不同的。故障比重比圖能夠更準確地反映各系統可靠性與其指標之間的差距，從而更科學地確定糾正故障的主攻方向。

◆傳統故障頻次主次圖是行業制定可靠性改進工作的重要依據，顯示故障發生頻次的高低。

◆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鍵部件，摸清攻關產品的薄弱環節，從而有針對性地進行可靠性改進設計。

將這3種方法相結合可以有效地降低單一情況下易造成分析失誤的概率，從而更好地對數控機床進行可靠性分析，提高數控機床的可靠性。

3.3 重視數控機床可靠性技術，更好地促進機床現代化

◆依據機床各部分組件的功能、重要程度，將經濟、技術及資源等內容進行綜合考慮，從而確定相應可靠性指標的動態影響因子，進而更好地指導設計、制造和采購組件，更好地促進可靠性的提高。

◆防止盲目增加數控機床生產能力。而應該提高創新能力、人員素質和企業素質。抓好改制、改組工作。在而對市場需求增加的同時，求穩妥發展，慎重抓能力，注重售后服務，努力降低故障率，出現故障及時有效進行處理。

◆重視質量和服務。機床行業是一個要求對質量承諾的行業，如今市場好轉，我們更要重視質量和服務，對用戶更加熱情周到，在市場形勢好轉的同時努力樹立和維護品牌。

◆積極引進國外先進技術，并積極消化、吸收、創新。更好促進數控機床的現代化發展。與此同時，由于先機技術的應用使得數控機床的可靠性保障顯得更為重要，所以就要努力學好并掌握數控機床可靠性技術，為機床的質量提供可靠保障。

4 結論

作為當今科學研究、工業中的一項重要內容的可靠性理論和技術，特別是在高科技產品研制中，可靠性有效保證了產品質量。可靠性是衡量數控機床質量的標準，也是數控行業發展的重要環節。所以我們要十分重視數控機床可靠性技術的研究，努力促進研究成果的有效交流和運用，為當今中國數控機床更好發展貢獻一份力量。

[1]吳雁,張杰人,樂宇文,王彥瑞,呂博鑫. 基于HTML5的數控機床數據實時監控與可視化[J]. 制造技術與機床,2017.