高速沖壓機床可靠性評價系統開發及應用

梁勇登

摘要：本文主要是對高速沖壓機床的可靠性評價指標系統進行了開發，通過建立一定的系統，對功能需求等進行一定的分析，進而進行了一定的開發和應用，旨在更好的促進高速沖壓機床工作效率的提高。

關鍵詞：高速沖壓機;可靠性評價系統;開發

引言：高速沖壓機床是一種具有高精度的沖壓設備，自動化的程度很高的，一般用于生產數量比較大和精度要求比較高的沖壓件。高速沖壓機床為航空航天、汽車制造、交通運輸以及冶金化工行業提供了很多必要的沖壓件，對這些行業的發展具有重要的影響。但是對于高速沖壓機床來說，它的可靠性還沒有什么綜合性的系統可以對其進行評價，想要對其可靠性進行評價，就需要對高速沖壓機床的評價系統開發與應用進行重視。

一、可靠性評價指標

（一）平均故障間隔時間

平均壽命對一個產品平均能工作多長時間的一個衡量和標志，對于很多產品來說，都可以使用平均壽命來作為其可靠性的指標，通過這樣的指標可以對的它的可靠性水平進行更為直觀的認識。

（二）平均修復時間

對于高速沖壓機床來說，它是一種可維修產品，在可靠性分析重要對數控機床進行維修性的評估，就需要對平均修復時間進行重視。

（三）平均首次無故障工作時間

首次故障的時間就是產品在首次進入到可用的狀態之后，一直到首次故障發生所持續的工作時間，它就可以說是相當于不可修產品的一個壽命問題。

（四）可用性

可用性能夠對可靠性和維修性的尺度量進行綜合性的反映，在高速沖壓機床上的應用來說，可以對其穩態可用性進行分析。

二、可靠性評價系統的設計與開發

（一）設計要求

可靠性的實驗平臺和評價體系的主要目的是為了對高速沖壓機床的可靠性進行研究，因此不僅要有較高的可用性，同時還需要便于操作，具有較為實用的功能特點，具有通用性和開放性，同時還要兼具可擴展性。系統的方案設計會直接對系統的穩定性造成影響，因此需要對其設計要求進行重視。

（二）功能需求分析

高速沖壓機床是一種比較復雜的機電液一體化的產品，因此是由比較復雜的單元和子系統來構成的，結構較為復雜且容易出現各種各樣的故障，對于高速沖壓機床可靠性的管理和評價來說，也是一個非常繁雜的工作。想要對高速沖壓機床的可靠性進行分析，就需要建立起可靠性分析的系統。具體來說這個評價系統能夠幫助相關的工作人員對高速沖壓機床進行可靠性的分析、管理和評價，同時還能為機床的維護和保養提供很多信息參考，對提高工作效率具有重要意義。系統的主要功能模塊主要有以下幾點：

1、數據管理模塊

數據管理模塊是進行可靠性工作的基礎，通過數數據進行一定的采集，才能為后面的可靠性分析和評價提供一定的基礎，具體來說這個模塊的主要功能就是故障信息的錄入、查詢和編輯、刪除。

2、故障分析模塊

對數據庫數據進行利用，然后對高速沖壓機床進行一定的故障分析，其中包括故障原因的分析、失效機制的分析等等，進而對高速沖壓機床的薄弱處進行判斷，從而提出一定的改進措施。

3、性能退化分析模塊

該模塊主要是用于對高速沖壓機床滑塊動態精度的退化過程進行分析，因為滑塊動態精度是影響高速沖壓機床加工性能的重要因素，通過這樣的分析可以對其進行一定的可靠性分析評價，對后續的維護和保養也具有很大的影響。

4、可靠性評價模塊

可靠性評價模塊主要是對故障數據庫中的數據進行一定的計算來對系統的可靠性特征量進行明確。對于這個模塊來說，它的主要功能就是性能的可靠性評級以及其他特征量的估計。

5、結果顯示與處理模塊

這個可靠性系統主要通過圖表的形式來對可靠性的結果進行輸出，這樣可以讓用戶更加方便的進行瀏覽和分析，同時還能提供給用戶可靠性的數值和報告，方便用戶分析。

6、輔助性模塊

輔助功能的模塊是為用戶提供個性化的服務，其中不僅包括用戶的登錄和權限管理等，還會涉及到一些個性化的設置，能夠協助用戶實現更多的操作。

（三）系統開發

對于可靠性評價系統來說，在對基本的功能進行完成支護，還需要的提供友好的交互界面，需要通過簡單的階段來對復雜的程序和計算進行操作，同時還要能觀察到可視化的圖形。高速沖壓機床的可靠性評價系統的程序開發能夠完成系統模塊功能，人機互動能夠對整個系統的性能進行更好的發揮，對于高速沖壓系統的開發界面來說，它的主要交互方式就是菜單、工具按鈕和對話框等等，主要是通過這樣的方式來實現日常的系統應用。

三、高速沖壓機床可靠性評價系統應用

（一）高速沖壓機床可靠性評價指標計算

根據已經獲得的高速沖壓機床故障數據，進行一定的計算就可以得到高速沖壓機床的平均故障間隔時間和平均修復時間，進而能夠對高速沖壓機床的可靠性進行一定的分析。

（二）滑塊動態精度性能退化分析

對于高速沖壓機床來說，滑動動態精度是其關鍵性的精度指標之一，采用可靠性評價系統對滑塊動搖精度性能退化進行分析，能夠對高速沖壓機床的精度可靠性進行有效的評價。在空載的情況下，從高速沖壓機床上的沖壓速度是100次/min，在這個時候對滑塊下四點精度和滑塊水平方向的精度進行測量，然后每隔一段時間將沖壓速度進行增加，一直增加到800次/min之后，逐漸穩定之后進行數據的采集。對各個速度狀態下的測量值和精度值進行明確，然后繪制出曲線，如下圖所示。滑塊下死點動態重復精度會隨著沖壓速度的增加而出現在增加，并且隨著沖壓速度的增加，機床的振動和熱變形也會隨著變大，因此導致滑塊下死點動態精度下降。

隨著沖壓速度的增加，滑塊X防線位置的平均值也在上升，這就說明滑塊與X方向的傳感器距離在變大。滑塊X方向動態重復精度平均值隨著沖壓速度的增加而不斷的增大，但是之間的差值比較小的，這也可以認為，高速沖壓機床歡快在X方向上動態重復精度較高。

結語：綜上所述，通過對高速沖壓機床的特點進行分析，可以建立起可靠性的評價系統，進而對高速沖壓機床的故障數據進行有效的獲取，對其進行可靠性評價指標的計算。對高速沖壓機床的可靠性評價進行重視，可以對機床的精度進行分析，同時也能對其故障進行分析，在一定程度上可以提供機器維護和保養的質量，對提升工作效率具有重要意義。

參考文獻：

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