淺析數控機床電氣驅動系統可靠性

伴隨著機械制造業的高速發展，數控機床應用受到了廣泛關注，要在研究電氣驅動系統原理基礎上，展開綜合評估和分析，從而開展更加科學有效的管理方案，實現經濟效益和社會效益的和諧統一。

2.通過激勵，可以提升職工的個人素質。職工素質獲得提升的主要途徑包括兩種，一種是開展培訓，另一種是進行激勵。對員工的獎勵可以使他們更加主動提升自己的全面素質。相反，如果員工受到處罰，也會使相關人員認識到自身錯誤，從而及時改正，避免受到不良素質的影響，并奮起直追，努力學習優秀員工的表現。

1 數控機床電氣驅動系統組成

一般而言，數控機床主要包括主電機、風機、主軸箱、開式中心架、分體閉式中心架、刀架、橫溜板、整體閉式中心架、尾座、排屑器等部分，依據CNC機床核心系統完成連接，并且對機床各部分予以加工任務的協調控制，維持良好的應用效能。其中，電氣驅動控制系統是關鍵組成部分。

依據系統組成結構主要分為6個子模塊，具體情況如下：

1)電源控制系統，主要是對機床的各個部分提供電源支持，確保工作順利進行

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2)PLC輸入系統，能對數控機床的逐個控制器件以及輔助器件予以狀態信息的實時性收錄和處理，確保任務分析中相關數據傳遞和控制的合理性。

2017年，泰國一個男孩因家中飼養大量巨型錦鯉，常與之玩耍，被網友捧為“贏在起跑線上的別人家的孩子”。一年之后，網上流行的錦鯉標準形象由年畫中搖頭擺尾的“富貴魚”蛻變為身披金光、雙手合十的現實人物，面部被PS成各種“躺贏”事件主角——楊超越、奚夢瑤、周立波、王思聰……最大的一條錦鯉，正是在“中國錦鯉”抽獎活動中抽中“全球免單大禮包”的26歲女孩“信小呆”。

3)PLC輸出系統，對電磁閥的關閉予以控制，從而確保相應電路的接通以及關閉都能按照應用要求和標準予以落實。

(2)故障樹事件代碼

對43篇期刊研究文獻和80篇碩博士論文的文獻內容進行閱讀分析整理，將碩博論文與期刊文獻分別總結各劃分為30個關鍵詞，根據期刊文獻與碩博論文內容與分析得出的關鍵詞將民居的植物文化的123篇文獻進行整理（見圖3），歸納出民居植物文化的四大研究方向：民居內的植物文化、民居裝飾的植物文化、園林景觀的植物文化、傳統聚落的植物文化，下面分別對這四個主要方向的研究進展進行闡述。

5)主傳動控制系統，主要是對X軸、Z軸、U1軸以及U2軸予以實時性運動控制，并且保證進給控制效果的最優化。

教材有些更新不夠快，上面也提高了會計準則這幾年不斷在改革，但是教材可能會沒有及時更新，比如稅收法律法規更新，但是教材會滯后1、2年才能全部更新，還有《中級財務會計》教材普遍性以最復雜的股份制(工業)為主導講述對應的業務操作的，但學生們出去工作面向的大多數是小企業，事業單位等，這就形成了學習和工作的差距。

與此同時，要配合FMECA分析，也就是故障模式影響和危害性分析，從而及時評估各個子模塊應用運行的情況，并且維持系統統一分析，有效了解系統失效的因素，以便于能開展更加合理的控制機制。

2 數控機床電氣驅動系統故障樹分析

將分體閉式中心架作為主要研究對象。基于模塊化思想實現動態故障樹可靠性分析，完成定量和定型處理，并綜合模塊分析結果，以有效了解數控機床電氣驅動系統的可靠性情況。

2.1 動態故障樹建模

(1)中心架運動控制系統

主要包含車床的分體閉式中心架、整體閉式中心架和開式中心架，其中，開式中心架為整個系統電機提供運行動力，分布式中心架發出信號后借助限位開關、檢測開光等進行信號檢測，與此同時，繼電器實現信號傳遞，就能有效對數控機床中心架橫移和升降予以控制

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在建模開始前要選取具體的頂事件，本文以分體閉式中心架功能故障為頂事件完成故障書建模。與此同時，將中心架運動控制系統僅與電氣驅動控制相關聯、不考量人為因素作為邊界條件，架設系統僅具有“故障”和“正常”兩種基本形態，且各個零部件故障相互獨立。

近年來，威海市食品藥品監管局堅決貫徹“四個最嚴”和“四有兩責”要求，深入實施食品安全戰略，通過“全域覆蓋、全程監管、全民共建”的創建模式，全力推進國家食品安全城市和農產品質量安全市“雙城聯創”。

4)潤滑控制系統，對油泵電機結構、油溫控制結構、電磁閥以及交流接觸器等基礎元件進行保護，確保其處于良好的應用運行狀態。

結合分體閉式中心架電氣工作原理可知，電機為其提供動力，按鈕站完成信號發出，依次完成信號檢測和信號傳遞，最后實現中心架運動控制，因此，任何環節可靠性的失衡都會造成功能故障，所以，可靠性建模要形成串聯模型。為便于完成故障樹建模，先要完成故障樹事件代碼的標注。整體設定為F1，表示分體式中心架功能故障，具體內容如下(見圖1)：

1)A組，A1為按鈕盒組件故障、A2為限位開關組件故障、A3為電磁閥組件故障、A4為插頭插座組件故障、A5為接觸器組件故障、A6為繼電器組件故障。

2)X組，X1為推拉式帶燈緊停故障，X2表示自復燈故障，X3表示二位置帶燈選擇開關故障，X4表示橫移限位開關故障，X5表示上下行程限位開關故障,X6表示接近限位開關套筒放松故障，X7為矩形插頭插座故障，X8為圓形插頭插座故障繼電器故障。X9表示接觸器1故障、X10為接觸器2故障。X11表示繼電器1故障、X12表示繼電器2故障

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我們每年都會關注養老。山東是養老概念的發源地，孔子在兩千多年前就提出要建立一個“老有所終”的社會，孟子則說過“老吾老以及人之老”。山東省在1994年就已邁入人口老齡化社會。人口預測數據表明，到2050年，山東老年人口比重將會達到25%，人口老齡化水平將持續增高。

1.設計階段

綜上所述，X組是對A組進行細化的組別劃分，以保證相應底事件重要度分析工作能更加精準有效，從而維持整體故障評估分析工作的實效性，有序控制建模流程，從而發揮故障樹的應用優勢

。

(3)故障樹模型

依據各級事件代碼代表的事件完成建模，并且按照相應的關系和屬性情況進行故障樹相應單元的匹配處理，具體故障樹模型見圖1。

在確定數控機床電氣驅動控制系統結構中的頂事件后，就要進行底事件重要度的分析，主要是對累積故障分布情況予以評估，由于其本身屬于指數分布，因此，假設工作任務時間為600h，就能對各個元器件的故障概率予以初步推算。其中，電磁閥故障重要度居于首位，其次分別為繼電器、橫移限位開關、按鈕盒組件類。由此可知，分體閉式中心架子系統中影響其運行可靠性的關鍵零件就是電磁閥

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2018年9月11日，首屆全國種公牛拍賣活動在內蒙古自治區錫林郭勒盟烏拉蓋管理區舉辦，75頭西門塔爾良種公牛參與拍賣，總成交額達550多萬元。

2.2 模塊化分析

在完成建模工作后，就要結合模塊化思想對象應內容予以全面闡釋，結合搜索算法完成靜態模塊和獨立動態模塊的劃分，應用決策圖完成靜態分析，配合邏輯約束和時間約束求解的方式分析動態模塊，綜合分析結果，實現分體閉式中心架動態故障樹模塊化評估。

首先，要進行動態故障樹的預處理，使用預處理技術就是為了優化分析速度，保證故障樹模塊化。

在3F技術體系內，主要涉及故障模式、故障產生影響以及故障危害性評估等工作，并完成故障時分析、故障報告生成以及相應糾正機制，所以，3F技術是提升產品質量可靠性的重要技術方案，也正是基于此，可靠性工程中廣泛應用3F技術作為分析工具，包括航空航天、電子產品等領域

。

由圖2可知，在產品整個應用過程中融合3F技術，能在完善可靠性管理工作的基礎上，優化整體時間和經濟成本，為產品可靠性的優越性增長提供保障。

2.3 故障樹分析結果

在對分體閉式中心架進行動態故障樹故障模式分析后，依據順序重要度分析，就能明確了解導致頂事件發生的故障模型，并且評估故障動態特性，以維持模塊化思想動態故障樹分析方法的準確性，實現特殊復雜系統故障特性和可靠性聯系的評估目的。另外，在頂事件發生概率計算后可知，分體閉式中心架功能故障的發生概率不足1%，對其進行細化后了解到，底事件原動態故障樹概率重要度的關鍵零件就是電磁閥等，要對其應用效能予以關注，從而保證整體系統運行的可靠性

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3 數控機床電氣驅動系統可靠性故障處理建議

3.1 3F技術內容

其次，匹配模塊搜索算法后，搜索模塊的時間和規模會呈現出線性關系。

考慮新型拓撲結構的統一潮流控制器五端功率注入模型//吳熙,殷天然,祁萬春,蔡暉,蔣平,陳琛//(19):155

最后，按照基本流程落實具體工作。1)深度優化，并從左到右完成動態故障樹的處理。2)依次記錄對應的被訪問事件

。3)依次記錄被訪問事件的首次步數和末尾訪問步數。4)檢查頂事件和底事件首次末尾次數的情況。5)完成底事件組成模塊動態獨立樹和底事件組成模塊靜態獨立樹的評估。6)完成所有事件的分析結束搜索模塊算法。

3.2 3F技術應用過程

然而，在大量社會資本涌入長租公寓領域的背后，由于欠缺準入門檻、標準規范以及法律法規，市場發展良莠不齊的問題日漸突出。

第一，要結合實際設計要求和可靠性評估指標，確定研究對象，保證研究內容后可靠性優化處理方案都能落實到位，最大程度上提高數控機床電氣驅動系統的可靠性。

社會組織走過了幾十年的發展歷程，雖歷數艱難但也取得了一定成就。要想使社會管理機制創新真正落到實處，政府管理的理念創新才是重中之重。然而政府管理觀念的轉變絕非一夕之功，這需要一個長期的過程。要提出更加契合實際的社會組織管理創新舉措，就要繼續探索如何有效地落實解決民辦非企業單位登記注冊當中遇到的難題，給大量亟待生存的草根組織更廣闊的空間，使之更好更快地發展。以上這些問題都有待更加深入、持續的關注和思考。可以確信的是，在社會管理創新繼續推進的新形勢下，在社會矛盾復雜多變的新挑戰面前，民辦非企業單位以及其他社會組織定會迎來更加廣闊的發展前景。

第二，明確電磁閥可能存在的故障類型，并依據具體情況分析故障可能對產品產生的影響，也就是說，要完成預期分析，從而明確可靠性失衡會造成的情況，從而針對性地開展可靠性優化處理工作，保證系統綜合應用質量最優化。

6)尾座運動控制系統，實現尾座上體控制組件、下體控制組件等結構的實時性運動控制。

第三，結合故障模式進行RPN數值的排序分析，按照影響情況將RPN數值分為三個基本等級，主要包括：S，表示嚴酷度；O，表示故障發生概率的等級情況；D，表示故障探測度的具體級別。為了保證整體分析效果的最優化，要在RPN數值對比過程中對故障情況進行綜合分析，若是故障

在100以上，或者是故障的嚴酷度在9以上，則認定為故障模式是最高風險，需要相關人員立即采取對應的改進機制。并且，高風險故障模式改進過程中，要重新評定

數值，將其和故障模式進行對比反饋，確保其數值達到可接受的范圍內停止操作，從而確保故障模式分析、危害性分析、故障樹分析以及故障報告糾正處理等工作都能落實到位

。綜上所述，在對電磁閥進行可靠性

數值處理后，將電磁閥無動作、電磁閥漏氣視為高風險故障問題，此時需要立即采取相應的處理措施，避免可靠性失衡。

第四，選擇電磁閥無動作以及電磁閥漏氣作為整個可靠性評估分析工作中的頂事件，依據實際情況建立匹配的故障樹，從而更好地了解相關情況，以維持綜合分析模式的規范性。

第五，要對發生概率較高的底事件予以集中評估和分析(見表1)，以保證能采取對應的糾正措施，有效降低

數值，避免故障發生對其應用效果產生的影響。1)對電磁閥無動作的高概率底事件予以改造 ，為“接線頭松動或者是線頭脫落”，主要采取的方式就是裝配時緊固處理，并且定期采取相應的檢查機制，及時完成松動位置的加固。2)對電磁閥漏氣高概率底事件予以改進 ，為“密封墊片損壞”，主要采取的方式就是更換處理。3)經過一系列操作后，電磁閥無動作、電磁閥漏氣等情況的

數值得以有效降低，嚴重程度從9減少到5，證明相應的改善處理機制切實有效，從而最大程度上避免此類型安全故障問題。

第七，在完成相應工作后，就能及時查詢電磁閥產品的潛在故障模型，配合完整的分析機制，落實科學合理的改進管控方案，維持電磁閥應用效果的基礎上，確保數控機床電氣驅動系統可靠性得以全面優化。

2.后續跟進階段

有目的才會有方向，不論是文化課的課堂，還是藝術課的課堂都應具有針對性。當我們每做一件事時，都會有一個小小的目標，而這一個個小目標會匯總為一個大目標。那么課堂也是如此，有一個確定的教學目標，學生們的這節課才會有目的地學習。體育教學的教學目標是以知識的傳授與技能的傳授為核心要素。教學目標的明確，有助于課堂的開設。教師在課堂中要做好引導作用，指導學生高效率完成課堂任務。合理有效的目標是課堂中必不可少的一部分，也是高效課堂的前提和保障。另外課堂要分清主次，把握好課程節奏，課程有了明確的方向，就有了明確的教學目標。

在完成初步設計環節后，就要對階段性功能予以分析，主要是開展追蹤、控制等工作，從而確保試產使用中不會產生對應的故障問題。

由圖3可知，基本流程內容情況為：1)要在電磁閥產品試制工序中，檢測人員就要對檢測過程中出現的異常故障問題予以匯總，并且將其呈交到上級部門，確保故障基本信息匯總完成。2)上級部門完成分析后隔離產生故障的電磁閥，并且指派研發部門聯合控制。3)若是分析后得知系統結構中造成故障的原因是線圈的斷路問題，則制定對應有效的處理措施，或者是直接更換線圈、更換線圈供應商。4)要落實改進措施的評估報告，并且集中分析和處理，確保產品合格。5)要在產品試產環節和批量投產環節中落實精細化分析管理機制，保證循環重復故障模式閉環控制模塊，從而及時發現問題以便于落實相應工作。6)系統滿足設計目標要求，完成分析。

3.3 3F技術應用效果

一方面，建構電氣驅動系統故障報告閉環管理模式，及時掌控故障情況，維持整體設備原件和系統管理的平衡，最大程度上提高運行的穩定性，打造可靠合理的運行環境，減少安全隱患造成的后續影響，真正意義上實現故障的歸零。

另一方面，3FA技術體系中，可靠性分析工作更加精細化，并且能從分析入手，進行處理和消除潛在故障的并行控制，保證閉環管理的及時性和穩定性，為設備可靠性的持續性管理予以支持，也為數控機床整體運行效率的優化提供保障。

4 結束語

總而言之，在數控機床電氣驅動系統管理工作中，要明確具體技術應用的合理性，基于故障樹的模型分析，全面評估可能造成系統運行不穩定的因素，處于可靠性管理的考量，綜合應用3F技術完成閉環控制工作，確保能最大程度上提高其運行穩定性效果，減少可靠性不足造成的隱患問題，實現經濟效益和管理效益的雙贏，也為數控機床行業的可持續發展奠定堅實基礎。

[1]王麗君. 數控機床電氣驅動系統可靠性研究[J]. 機械設計與制造工程,2018,47(1):66-69.

[2]張彩霞. 數控機床電氣控制與驅動系統的可靠性分析方法和影響因素研究[J]. 軍民兩用技術與產品,2018(16):101,214.

[3]吳丙昊. 試述數控機床電氣控制與驅動系統的可靠性[J]. 大科技,2019(20):239.

[4]李麗. 考慮認知不確定性的重型數控機床電氣控制與驅動系統可靠性分析[D]. 四川:電子科技大學,2017.

[5]姜梅. 數控機床電氣控制與驅動系統故障樹分析[D]. 四川:電子科技大學,2018.

[6]晏晶. 數控機床電氣控制與驅動系統的可靠性研究[D]. 四川:電子科技大學,2019.

[7]黃金晶,楊凱,王嘉卿. 基于改進PID的數控機床電氣控制系統優化設計[J]. 機械與電子,2021,39(8):45-50.