基于故障树的数控机床故障诊断系统研究

通过对数控机床的故障实例分析,应用故障树模块分析算法,对Fanuc0i型数控车床的工作原理、故障现象进行定量分析;采用基于面向对象方法和专家知识的智能诊断方法,用Fussed法求解最小割集,把大型复杂故障树,分解为相对独立的多个子树;对数控机床典型故障建立了故障树,通过其最小割集进行故障定性分析,并将故障树分析法应用于故障诊断专家系统分析推理机制中。     

Fault Tree Analysis of CNC Machine Tool Based on BDD Technology

CNC machine tool is a large complex system which contains both mechanical and electrical components.As one of these components,the spindle is crucial for the performance of CNC machine tool.To improve the quality of CNC machine,the reliability of spindle was evaluated in this paper using a fault tree analysis(FTA)method.The FTA method is a set of calculation methods based on Boolean algebra.However,it is difficult to analyze a large and complex fault tree with inaccurate results and low efficiency as well as the complexity of time and space.Both of them will result in the so-called combinatorial explosion.To overcome this problem,the analysis method based on binary decision diagram(BDD)was introduced in our works,and a sorting method about bottom events was also recommended which can reduce the size of the BDD effectively.     

数控机床换刀机构模糊故障树分析与诊断

在分析模糊控制方法与故障树推理方法的特点和互补性的基础上,设计了基于模糊控制与故障树相结合的数控机床换刀机构故障诊断数学模型。将模糊控制方法融入故障树推理的故障分类、故障发生概率计算及故障原因查询中,较好地解决了数控机床故障诊断的快速与准确问题。最后通过对数控机床换刀机构故障实例的诊断仿真,验证了该算法的有效性。     

采用动态故障树分析诊断系统故障的信息融合法

为提高系统故障诊断效率,提出了一种利用动态故障树分析诊断系统故障的信息融合方法,该方法充分发挥动态故障树建模和贝叶斯网络推理各自优势,通过集成系统结构信息和传感器信息来诊断系统故障.采用高效的零压缩二元决策图生成系统所有最小割集,并采用贝叶斯网络方法计算部件和最小割集的诊断重要度;根据传感器证据信息对系统特征函数化简,同时对部件和证据条件下割集的诊断重要度进行更新;综合考虑部件和割集诊断重要度设计了系统诊断决策算法,生成诊断决策树以指导维修人员恢复系统故障;最后通过实例验证了该故障诊断方法的有效性.     

截尾时间下数控机床可靠性分析的灰色模型法

针对所收集数控机床的现场故障数据,采用灰色模型GM(1,1)的直接建模法对三参数威布尔分布模型进行估计,通过对比,考虑截尾时间和不考虑截尾时间所得模型参数的变化,说明了采用截尾时间进行分析时所得模型更加贴近实际。将故障数据用区间法划分,本文提出采用离散GM(1,1)建模法,对区间失效数进行预测。采用中点与失效数计算数控机床的平均无故障工作时间,通过与公式计算结果的对比,验证了该方法的准确性,可以在工程实践中进行运用。     

Reliability Analysis of Heavy-Duty CNC Machine Hydraulic System Based on Fuzzy Goal Oriented Method

There is a common sense that heavy-duty CNC machine strongly depends on its foundation and can be easily affected by many factors.Hydraulic system,the most important part in CNC machine,is a complex and multi-loop system.In order to make up for the shortcomings of traditional fault tree analysis method and traditional GO method,the most effective method named fuzzy GO method is proposed to analyze the reliability of hydraulic system.And then some ideas are provided for system reliability assessment,fault diagnosis and maintenance by qualitative and quantitative analysis.     

基于故障树的系统可靠性估计不确定性分

针对系统可靠性优化问题,提出了系统可靠性估计不确定性的分析方法.通过定性分析,求出故障树的所有最小割集,把故障树模型转换成串并联结构模型;利用串并联系统可靠性估计方差分析方法求得系统可靠性估计方差,并把系统可靠性估计方差近似分解成组成单元可靠性估计方差的线性组合,找出对系统可靠性估计不确定性影响大的组成单元.通过鱼雷系统可靠性估计不确定性分析,证明对系统进行可靠性估计不确定性分析,有利于改善系统可靠性估计的准确性.     

数控机床主轴热特性分析

主轴热误差是数控机床热误差的主要组成部分,热弹性现象是交替变化的热源作用在构件上产生的,误差补偿是提高机床精度的最有效方法之一．为此,提出并分析了一维主轴热弹性现象产生的原因及其重要特征,并通过有限元分析和实验验证了热动态特性的存在及变化规律．随着时间的增长,温升．热变形之间的关系会逐渐趋近稳态,但不可能获得绝对的稳态．在传热过程中,随着传热距离的增加,温度变化滞后性越大．     

基于离散时间贝叶斯网络的动态故障树分析方法

提出了一种基于离散时间贝叶斯网络的动态故障树分析方法．首先给出优先与门、顺序相关门、备件门、功能相关门等动态逻辑门向离散时间贝叶斯网络的转化方法，在得到动态故障树对应的离散时间贝叶斯网络之后，再利用贝叶斯网络推理算法计算、诊断和预计顶事件概率、重要度等常规分析结果．对数字飞控计算机系统进行的分析表明，该方法能够保证较高的求解精度，其相对误差均保持在0．4%以内，而且易于扩展到多态和非确定性逻辑关系的情形．     

基于仿生感知的机床刀具故障诊断系统

现有刀具故障诊断系统具有系统庞大、成本高,精度低等问题,亟需开发一种高精度、低成本的刀具故障诊断系统.为此,提出一种基于仿生应变传感器的数控机床刀具故障诊断系统,该系统首先将精度高、价格便宜的仿生柔性裂纹阵列振动敏感元件封装成刚性的仿生应变传感器,使其适用于采集机床刀具振动信号;然后从采集的刀具振动信号中提取时域和频域特征,并使用支持向量机算法建立刀具故障诊断模型.通过实验对离线故障和实时机床加工环境中的在线故障进行诊断,结果表明,设计的基于仿生应变传感器的刀具故障诊断系统对机加故障诊断的准确率大于88％,在保证故障诊断性能的同时降低了检测成本.这是将灵敏度高、成本低的仿生柔性敏感元件应用于工业故障诊断的一次全新尝试.     

数控机床故障分析与可靠性评价技术的研究

针对传统数控机床可靠性建模时只考虑故障间隔时间而忽略故障性质的现象,提出兼顾机械故障和电气故障的混合威布尔分布模型,进而提高模型准确度.利用最大似然法来确定混合威布尔分布模型参数,用皮尔逊相关系数来确定数控机床各故障时间之间的关系.并通过K-S方法对模型进行检验, 最后确定其符合混合威布尔分布,并运用可靠性评定方法得出数控机床的平均无故障时间.     

基于LabVIEW刀具动态补偿方法

针对刀具补偿在数控加工中的重要作用,着重阐述了常用刀具补偿,并对刀补功能及应用做了进一步论述.同时本文对动态参量的刀具补偿方法进行了研究,设计出基于LabVIEW的计算方法,使数控加工适应性得到增强,提高了机械加工精度.     

事件树与故障树相结合的系统可靠性分析法

事件树分析和故障树分析都是系统可靠性分析方法，各有长短，相辅相成，互相结合可以取长补短和提高可靠性分析质量，本文提出了ＥＴＡ与ＦＴＡ结合的依据，方法，步骤与应用范围，并分析了ＳＮ１０－１０型断路器操作过程的可靠性，作为这种结合的示例。     

高档数控机床主轴动态特性研究

基于数控机床主轴进行研究,通过切削和空转振动试验了解了实际加工中的振动情况,并通过模态试验得出整机薄弱环节主轴箱对应的模态参数.对主轴的刚度进行了测试,并进行了主轴优化设计方面的探讨.研究结果可为高速主轴系统的动力学分析和优化设计提供一定的理论依据.     

基于故障树分析法的抓头可靠性仿真分析

首先采用故障树法对送料系统中的抓头部件进行结构功能分析,建立可靠性框图,并以"抓料失效"为顶事件,建立故障树并得到了抓头的最小割集和最小径集;经过重要度分析,找出了关键零部件并分析了故障原因,然后结合计算机辅助故障树分析软件(CAFTA)对其进行仿真模拟,计算得到抓头的可靠度直方图,并确立抓头的失效服从指数分布.针对抓头最小割集中的关键部件提出了抓头护板表面改性和结构设计改进措施,实验表明原故障基本消除,系统的可靠性得到较大提高.     

基于传递矩阵法的坡口机床主轴动态分析

基于集中质量模型,应用传递矩阵法对坡口机床主轴进行数学建模.通过计算主轴系统固有频率和切削点挠度,得出主轴结构参数对系统动态性能影响,为主轴系统设计及优化提供理论依据.     

灌胶结合面对数控机床动态性能影响研究

为了定量研究灌胶结合面对数控机床整机动态特性的影响,该文根据试验测得的小面积灌胶结合面特性参数,建立预测灌胶结合面参数的神经网络模型.建立弹簧单元,将结合面参数应用在整机有限元模型中,分析整机动态性能.结果表明:灌胶情况下的整机动态性能比无介质情况下提高约20％.以机床动柔度为评价目标,研究了灌胶厚度对整机动态性能的影响,得出灌胶的最优厚度区间是1.5 ～2 mm.     

基于AHP的数控机床模块划分评价系统

对模块划分结果进行评价与决策,找出一种最优划分方案,是产品模块化设计的重要内容.利用层次分析法,结合高速车削中心模块划分的实际,建立了递阶层次结构模型,构造了判断矩阵,计算了被比较元素的相对权重及方案层对目标层的合成权重,利用VB开发了模块划分评价系统.通过实例设计及结果分析,应用该评价系统在计算最优方案过程中比常规方法更快速、准确.     

基于模糊故障树的医疗器械设备可靠性分析

提出了一种用于医疗器械可靠性研究的模糊故障树分析方法，较好地解决了医疗器械失效故障树分析中基本事件可靠度的模糊性问题，并给出应用实例。