数控机床可用性研究综述

数控机床可用性是可靠性、维修性和维修保障性的综合反映,是用户最为关心的一个特性。它不仅受数控机床功能故障的影响,也受诸如精度退化、性能波动、漏油等性能故障的影响,因此,孤立地研究国产数控机床的可靠性（功能故障）不足以维持产品的“可用好用状态”。分析了国产数控机床可用性的现状及研究意义,对数控机床可用性建模方法和数控机床维修决策方法的国内外研究现状进行了阐述,总结了数控机床可用性研究存在的问题和发展动态,对基于元动作单元的数控机床可用性系统化建模和以可用性为中心的数控机床主动维修决策两个亟需解决的关键科学问题提出了见解,以期为数控机床可用性研究提供思路。     

混合不确定性下机床主轴可靠性建模与分析

重型数控机床肩负着众多关系国民经济与国防安全的产品及关键零部件的加工制造,其质量、性能和技术水平是衡量一个国家工业化水平和综合实力的重要标志.与普通数控机床相比,重型数控机床可靠性建模与分析具有系统结构复杂、样本少、试验数据不足、信息不全、可靠性数据类型多样、故障机理复杂等难点.同时重型数控机床可靠性受到多种不确定性因素的影响,针对重型数控机床不确定性分析难点,本文以重型数控机床主轴为研究对象,分析了影响其可靠性的各种不确定性因素,建立了基于不精确概率理论的混合不确定性量化方法.基于应力-强度干涉理论,提出了针对机床零部件的不精确可靠性建模与分析的一般方法,并以某型号重型数控落地铣镗床铣轴为例,对铣轴的静强度和疲劳强度进行可靠性分析与计算.通过与蒙特卡罗方法的对比,验证了本文所提方法的有效性.     

基于边界浴盆强度过程的数控机床全寿命周期可靠性评估

在最小维修情况下,为实现数控机床的全寿命周期可靠性评估,提出基于边界浴盆强度过程(bounded bathtub intensity process,BBIP)模型的数控机床可靠性评估方法。建立了故障时间的边界浴盆强度函数式,推导了早期故障期持续时间的计算公式,并给出了模型参数和可靠性指标的极大似然点估计。采用该评估方法分析了单台数控机床故障截尾的故障过程,结果表明:该数控机床早期故障期的持续时间大约为5个月,与机床的实际情况基本一致,说明BBIP模型可准确地评估早期故障期的持续时间,为提高机床可靠性提供了一定的理论依据。     

防止数控机床主轴箱钢丝绳断裂的新型结构

本文介绍一种数控机床防止钢丝绳断裂的结构的改进。提高了数控机床可靠性、安全性。     

基于应变模态的数控机床滚动轴承可靠性检测方法

为了解决传统方法对物理参数的改变不敏感,只能对整个滚动轴承可靠性进行检测,无法针对不同测点获取可靠性检测结果,检测准确性低的弊端,通过应变模态研究数控机床滚动轴承可靠性检测问题。对各点的应变响应进行测量,得到应变振型。数控机床滚动轴承出现损伤后,应变模态一定会出现变化,同时损伤程度越大,这种变化越显著,滚动轴承可靠性越低。在对滚动轴承损伤进行识别的过程中,将应变模态差向量中元素最大绝对值作为依据,获取可靠性很低的位置。将应变模态改变率作为检测数控机床滚动轴承可靠性的敏感指标,对数控机床滚动轴承进行可靠性检测,对滚动轴承损伤前后前三阶应变模态进行提取,获取应变模态改变率,绘制曲线图,将突变部分当成损伤部分,完成对滚动轴承的可靠性检测。实验结果表明:所提方法可有效检测滚动轴承某一位置的可靠性;对数控机床滚动轴承可靠性检测结果最准确。可见所提方法能够获取不同测点的检测结果,检测准确性高。     

数控机床最小维修的全寿命周期可靠性评估

摘要： 基于叠加的对数线性过程(S LLP),提出了多台数控机床在最小维修条件下的全寿命周期可靠性评估方法,建立了包含早期故障期和耗损故障期的浴盆曲线模型,定量分析了早期故障期的持续时间,给出了模型参数和可靠性指标的极大似然点估计和区间估计;同时,以多台数控机床现场故障截尾数据为例对模型进行验证.AIC值和拟合优度计算结果表明,S LLP模型优于叠加幂律过程模型,适用于数控机床的全寿命周期可靠性评估.     

浅谈PLC在数控机床控制系统中的应用

数控机床控制系统是机械加工制造行业发展的保障,建立数控机床控制系统可以控制机床实现多轴联动加工,满足机械加工生产的需要,提高加工效率。而数控机床控制系统性能的优劣决定了数控机床加工效率、形成精度和运行的稳定性。而PLC作为一种可编程的器件,PLC的出现有效地提高数控机床控制系统的操作技术水准,同时提高了数控机床的可靠性和灵活性。该文就PLC在数控机床控制系统中的应用进行了相关分析。     

数控机床不完全维修的贝叶斯可靠性评估

提出了在少样本故障数据情况下,数控机床不完全维修的贝叶斯可靠性评估方法,分析了广义更新过程虚龄模型参数的验前分布和后验分布,利用马尔科夫链蒙特卡洛仿真方法获得了模型参数、累计故障数、故障强度和可靠度等可靠性指标的贝叶斯点估计和区间估计,并分析了某一现场数控机床不完全维修的可靠性.结果表明,与极大似然估计方法相比,贝叶斯可靠性评估方法具有较高的精度.     

PLC可变控制器在数控机床中的软硬件设计

现代数控机床采用PLC代替继电器控制来完成逻辑控制,使数控机床结构更紧凑,功能更丰富,响应速度和可靠性大大提高。     

数控机床可靠性技术的研究与发展

数控机床是制造业企业进行产品制造的工作母机,因此其可靠性直接影响着企业的发展以及企业产品的质量.因此该文针对于我国现阶段数控机床可靠性技术中存在的问题进行分析,从而相应的提出解决对策,旨在帮助制造企业提高数控机场可靠性,从而提高企业的竞争力以及推进企业的发展.     

基于工业PC机的数控火焰切割机控制系统的开发

在分析数控火焰切割机加工工艺的基础上。开发了基于工业PC机的数控火焰切割机的数控系统。该数控系统具有良好的人机界面及切割轨迹的动态跟踪功能。使用操作十分方便。适合于工业现场使用。与原有的单片机数控系统相比。该系统取消了纸带穿孔机和纸带阅读机。消除了由此产生的故障,提高了系统的可靠性和加工效率。     

高精度频率连续可调方波发生器

在数控技术中,如何提高数控机床的加工精度,保证加工过程中加工速度不断变化时,机床工作稳定可靠,关键问题在于提供一个高精度且振荡频率连续可调的方波发生器,本文提出了一种以 NE555 TIMER 芯片(美国德克萨斯公司产品)为核心的高精度频率连续可调方波发生器.该方波发生器应用于 MCK84—1微机数控插齿机中.经运行试验证明,它具有精度高,工作隐定可靠,在0～1500Hz 频率范围内连续可调等特点,特别适用于应用微型机的数控机床.有效地克服了目前国内数控机宋在加工速度变化时存在的缺点,对数控装置微机化具有一定的实用价值.     

高速电主轴系统的极小子样试验评估方法研究

针对数控机床这类高可靠性产品的寿命实验数据极少的情况,为了提高数控机床高速电主轴系统的可靠性寿命评估精度,基于性能退化可靠性评估的理论对高速电主轴系统进行了机械应力仿真加载试验.对高速电主轴的退化数据,借助MATLAB软件利用最小二乘法对样本的退化模型参数进行估计,得出一次伪失效寿命.应用虚拟增广法和半经验评估法相结合的可靠性评估方法对高速电主轴系统进行了可靠性评估,得出了高速电主轴系统的平均无故障寿命均值的置信区间.与单纯地采用以往的半经验评估法进行可靠性评估的结果对比,进一步提高了高速电主轴系统在试验样本极小的情况下的试验寿命评估精度,为高速电主轴系统的可靠性研究提供了更加合理有效的评估方法.     

多功能数控等离子束表面冶金设备与工艺研究

研制了一种用于金属材料零件表面抗冲击耐磨损强化处理的多功能数控等离子束表面冶金设备,并在该设备上进行了初步的工艺试验研究。该设备采用PLC三轴控制和抗干扰系统,X、Y、Z三轴联动。可以实现多工位和复杂形状表面的冶金强化处理。采用了CAD设计和电脑模拟安装及演示,使设备的可靠性得到极大保障。     

Machine Tool Fault Information Management System Softw are Development

In order to collect failure data conveniently and reserve reliability research data,the data collection software,the machine tool fault information management system, was developed. The method to computer numerical control（ CNC） machine tool reliability data collection was introduced. Through designing the form and applying SQL Server 2008 as the database and Visual Studio 2005 as the development platform,establish the database,develop the software based on the early stage work,and realize the comprehensive statistical information, laying the foundation for further data analysis.     

构建数控机床的综合服务体系

分析了我国数控机床服务的现状,提出了完善数控机床综合服务体系的措施,包括数控机床厂实行全面服务,建立不同层次的培训和考核体系,建立数控机床维修点等.     

基于ANN模型和HPSO算法的数控机床可靠性分布模型研究

针对数控机床可靠性研究过程中,由于可靠性数据较难收集导致可靠性分布模型不唯一的问题,采用ANN模型对收集到的少量可靠性数据进行扩充,扩充后的数据采用K-S检验法进行分析以确定可靠性数据模型,同时在求解确定可靠性分布模型参数过程中,将混合粒子群优化(hybrid particle swarm optimization,HPSO)算法引入极大似然估计中,解决其在小样本数据下求解某些复杂分布模型时易陷于局部最优解和求解效率低的问题.实例分析结果表明:采用混合粒子群算法求解可以在求解效率和收敛性性能上达到较好的平衡,比较所有的求解模型结果,经过ANN模型扩充后的2重3参数威布尔分布的相对均方差最小,其值为0.0425,说明利用该方法求解数控机床的可靠性分布模型是可行的,而且能够获得较精确的结果.     

数控机床边界强度过程的非等周期不完全预防维修

基于边界强度过程理论，提出了数控机床在可靠度限制下任意维修质量的非等周期不完全预防维修方法，建立了综合考虑维修对役龄的影响和故障强度随时间增加的混合模型，并且假设修复质量和故障强度增加值均为服从均匀分布的随机变量，以平均维修费用为目标函数，用迭代方法给出了非等周期预防维修周期和最佳的维修次数，并结合工程实例讨论了费用参数对平均维修费用的影响.     

数控机床刀具补偿的应用研究

通过对各类数控机床刀具长度补偿和刀具半径补偿的研究 ,为现场操作人员和初学操作数控机床的学生提供了比较简单 ,全面的补偿方法 ,为精确完成工件的加工提供了准确、快速的保障 ,适用于各种数控机床     

微型三坐标数控铣床的设计

为了提高高校及职业技术学校中相关专业的数控教学和工人的数控培训水平,解决使用大型数控机床价格昂贵问题,设计了教学实验型微型数控铣床.借助于Solidworks和Protel等软件对数控铣床的整体结构和控制系统进行了设计,此设计满足了普通数控教学和培训的需求.