重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 魏敬剛

數(shù)控車床故障分布規(guī)律及可靠性

重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 魏敬剛

本文通過宏觀數(shù)據(jù)對數(shù)控機(jī)床的故障區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計，并進(jìn)行了分布規(guī)律的分析,利用可靠性理論和數(shù)理統(tǒng)計方法，表明了部分國產(chǎn)機(jī)床的故障分布規(guī)律，同時采用求取估計值法來評估數(shù)控車床的性能，進(jìn)而提出提高數(shù)控車床可靠性的方法和相應(yīng)的建議。

數(shù)控車床；故障分布；規(guī)律；可靠性；方案

制造業(yè)工藝是衡量一個國家競爭力的重要指標(biāo)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)字信息技術(shù)也逐漸應(yīng)用到制造工業(yè)當(dāng)中，其中應(yīng)用最為廣泛和最有前景的就是數(shù)控車床，這是現(xiàn)代制造業(yè)一個非常重要的設(shè)備，在某種程度上代表一個國家的工業(yè)水平。

1 數(shù)控車床的故障分布

人為規(guī)定數(shù)控機(jī)床在確定的時間和確定的條件下，無法完成規(guī)定的功能或性能參數(shù)超出特定值的現(xiàn)象為發(fā)生故障，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）一個甚至多個性能參數(shù)超出規(guī)定范圍，這種情況稱為參數(shù)性故障；（2）規(guī)定的功能機(jī)床本身不能完成。故障分為兩種情況，一種是關(guān)聯(lián)性故障，另一種是非關(guān)聯(lián)性故障。其中關(guān)聯(lián)性故障是設(shè)備本身質(zhì)量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的機(jī)床故障，而非關(guān)聯(lián)性故障指的不是產(chǎn)品本身所引起的，而是外界條件導(dǎo)致的。在分析可靠性指標(biāo)時僅分析關(guān)聯(lián)性故障，非關(guān)聯(lián)性故障只做記錄以備進(jìn)一步的處理。

由于數(shù)控機(jī)床在使用時環(huán)境比較復(fù)雜，不確定的因素很多，因此我們采用現(xiàn)場抽樣定時截尾的方法來進(jìn)行統(tǒng)計，統(tǒng)計每個故障點的總時間和時間間隔，進(jìn)而計算出相應(yīng)的分布函數(shù)值，并作圖。

進(jìn)一步檢驗分布函數(shù)的擬合優(yōu)度，將所獲得的數(shù)據(jù)的理論分布與實際分布進(jìn)行比較，得到擬合誤差面積比指數(shù)R，比較威布爾分布和指數(shù)分布情況下求得的R，R較小的所在的分布，表明其為最優(yōu)分布。指數(shù)R所求方法如下所示：

②偏差e（x）曲線與橫坐標(biāo)圍成的面積Se表示為：

其中m表示為分割區(qū)間數(shù)目。由公式中我們可以看出，Se越小越能反映出車床的故障規(guī)律。

④指數(shù)R通過下式計算

2 數(shù)控車床可靠性分析指標(biāo)

在正常實際操作中，我們通常會使用一些特定的指標(biāo)來判斷車床的可靠性。一般操作中，我們采用抽樣的辦法，在主體數(shù)據(jù)中抽取一定的樣本進(jìn)行實驗分析，進(jìn)而對主體的結(jié)果進(jìn)行評估，對此，就需要參數(shù)的點估計和區(qū)間估計數(shù)據(jù)來進(jìn)行可靠性分析。故障間隔時間的統(tǒng)計可用故障間隔時間概率密度函數(shù)對時間積分得到。

3 提高數(shù)控機(jī)床可靠性的措施

要能夠使得數(shù)控機(jī)床的效率和收益實現(xiàn)最大化，那么最先應(yīng)該考慮的是提高數(shù)控機(jī)床的可靠性，這就要求我們從數(shù)控機(jī)床設(shè)計、數(shù)控機(jī)床故障排查以及配件質(zhì)量等部分來進(jìn)行控制。對此，我們主要提出了下列幾種措施來進(jìn)行改進(jìn)。

（1）首先提高配件的可靠性。配件是數(shù)控機(jī)床必不可少的一部分，只有保證配件的質(zhì)量和性能，才能使得車床正常而高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。這其中的關(guān)鍵在于要選取正規(guī)廠家生產(chǎn)的配件，并能與機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)完美配合，只有細(xì)節(jié)的東西做得好，才能使整體設(shè)備發(fā)揮其應(yīng)有的水平和功效。不同的配件所代表的性能不同，對此，我們需要正確選材，合理安裝和利用，不能投機(jī)取巧，絕不選用不合格產(chǎn)品。

（2）在排除安全隱患的同時我們還需要加強(qiáng)早期故障的監(jiān)測、分析和排除。故障早發(fā)現(xiàn)早處理，需要定期安排專業(yè)人士檢查，防微杜漸，如果故障沒有及時排除，長期使用下去，將對企業(yè)產(chǎn)生更大的損失，嚴(yán)重?fù)p害企業(yè)的信用和利益，這就要求我們在日常操作時注意發(fā)現(xiàn)問題并善于解決問題，不能得過且過，聽之任之。

4 結(jié)束語

本文通過對數(shù)控機(jī)床的研究和故障數(shù)據(jù)采集，提出了數(shù)控機(jī)床的故障判據(jù)和可靠性故障的種類，并對其進(jìn)行了深入研究和探討，提出了一些數(shù)學(xué)方法對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，確定分布模型，得到數(shù)控車床故障分布規(guī)律的計算方法，并提出了提高數(shù)控車床可靠性的一些措施來進(jìn)一步完善數(shù)控機(jī)床的使用和效益。

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魏敬剛，男，1973年出生，四川巴中人，大專，高級技師，研究方向：數(shù)控技術(shù)。