數(shù)控車床故障分布規(guī)律及可靠性分析

楚丹妮

【摘 要】 我國(guó)數(shù)控加工行業(yè)發(fā)展至今已經(jīng)歷經(jīng)了幾十個(gè)年頭，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，對(duì)于數(shù)控加工的要求就越來越高，在這種形勢(shì)下，相關(guān)單位一定要在原基礎(chǔ)上增強(qiáng)數(shù)控車床設(shè)備維修管理。本文就對(duì)數(shù)控車床故障分布規(guī)律及可靠性展開分析，并對(duì)其維修工作和故障診斷技術(shù)進(jìn)行探討，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)控車床 故障分布規(guī)律 可靠性

引言：在數(shù)控企業(yè)當(dāng)中投入數(shù)控車床設(shè)備的使用在很大程度上給數(shù)控企業(yè)帶來了生產(chǎn)效率。不同的數(shù)控加工設(shè)備有它不同的特點(diǎn)，也正是由于這些原因，使得其深受數(shù)控企業(yè)的歡迎。但是在其維修管理的過程中，一定要做好設(shè)備的維修工作、管理工作，才能保證其能夠?yàn)閿?shù)控加工企業(yè)帶來更好的生產(chǎn)效率。數(shù)控車床設(shè)備差不多貫穿了整個(gè)數(shù)控加工企業(yè)，在數(shù)控車床設(shè)備使用的時(shí)候，必須保證它安全有效的運(yùn)行。

1. 數(shù)控車床故障分布規(guī)律分析

數(shù)控車床是一種復(fù)雜的多技術(shù)系統(tǒng)，它包含了光、機(jī)、電、液等方面的技術(shù)，構(gòu)成數(shù)控車床的機(jī)械部件在日常使用過程容易遭到銹蝕的危害，在加工過程中，機(jī)械之間的過度摩擦也會(huì)導(dǎo)致其功能遭到破壞。除此之外，數(shù)控車床的電子元器件等也會(huì)因?yàn)槭褂玫臅r(shí)間比較長(zhǎng)而出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，比如數(shù)控車床的電子元器件會(huì)受到插件接觸不良，電流電壓波動(dòng)、溫度變化、干擾、噪聲等外界環(huán)境因素的影響；另外，數(shù)控車床的軟件丟失或者自身的一些質(zhì)量因素都會(huì)使數(shù)控車床的運(yùn)行發(fā)生故障，因此數(shù)控車床使用過程中出現(xiàn)的一些故障是很難避免的。

數(shù)控車床的故障原因按照其不同的性質(zhì)可以分為兩種，第一種故障是在滿足一定條件下肯定會(huì)發(fā)生的故障，這種類型的故障在數(shù)控車床故障中是比較常見的一種故障，比如數(shù)控車床控制系統(tǒng)主機(jī)中的硬件損壞。并且確定性故障在數(shù)控車床故障中屬于不可恢復(fù)性的故障，一旦有該類故障出現(xiàn)，必須及時(shí)對(duì)車床進(jìn)行維修處理，否則車床故障會(huì)持續(xù)發(fā)生。但數(shù)控車床確定性故障的發(fā)生還是有一定的規(guī)律可尋的，對(duì)于這種原因?qū)е聰?shù)控車床故障的維修，只要找出發(fā)生故障的根本原因就可進(jìn)行其故障維修了，并且維修完成后車床可以立即恢復(fù)正常使用。第二種故障是車床在工作過程中偶然發(fā)生的故障，這種故障被稱為隨機(jī)性故障，導(dǎo)致這種類型故障的原因較為隱蔽且很難發(fā)現(xiàn)它的規(guī)律，所以隨機(jī)性故障又稱之為“軟故障”。車床的隨機(jī)性故障通常與元器件的安裝質(zhì)量、參數(shù)的設(shè)定以及軟件設(shè)計(jì)的不完善和工作環(huán)境等因素有關(guān)，因此對(duì)于此類故障的診斷及原因分析比較困難。部分隨機(jī)性故障具有可恢復(fù)性，可通過重新開機(jī)等措施使其恢復(fù)正常工作，但通過該方式恢復(fù)運(yùn)行后又有可能運(yùn)行過程中發(fā)生同樣的故障。要保持?jǐn)?shù)控車床的完好率，就要求對(duì)數(shù)控車床的可靠性、可維修性和可用性提出更高的標(biāo)準(zhǔn)。為減少數(shù)控車床的故障的發(fā)生，需要對(duì)數(shù)控車床的故障分布規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

數(shù)控車床的可靠性具有“浴盆”曲線所描述的壽命特性，如圖一所示，TB以前為數(shù)控車床的早期故障期，故障率曲線為遞減型，而當(dāng)早期故障被有效地排除后，車床運(yùn)轉(zhuǎn)便逐漸正常，故障率趨于穩(wěn)定，到TB時(shí)故障率曲線已開始變平。Tg到Tw間稱為故障偶然期，故障率近似為-常數(shù)。Tw以后稱為故障耗損期，故障率曲線為遞增型，車床在Tw以后，故障率迅速上升。數(shù)控車床最頻繁的故障模式是CNC硬件功能失常，元、器件損壞，零、部件損壞，零、部件松動(dòng)，電機(jī)損壞，CNC內(nèi)存功能紊亂，CNC系統(tǒng)的故障是影響該系列數(shù)控車床可靠性的主要原因，另外元器件損壞與零部件損壞也占據(jù)了相當(dāng)大比例。

2. 數(shù)控車床可靠性評(píng)價(jià)值表分析

（1）平均故障間隔時(shí)間分析。數(shù)控車床故障間隔時(shí)間是指兩次故障發(fā)生之間間隔的時(shí)間，我們用TM.f來表示平均故障間隔時(shí)間，用t表示故障間隔時(shí)間，用E（t）表示數(shù)學(xué)期望，平均故障間隔時(shí)間（TM.f）的計(jì)算公式如下圖所示：

（2）平均修復(fù)時(shí)間和可用度分析，數(shù)控車床的維修時(shí)間是指數(shù)控車床出現(xiàn)故障后實(shí)際用于維修的時(shí)間，可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取，也可以由觀察獲得。數(shù)控車床平均修復(fù)時(shí)間的表達(dá)公式如下圖三所示：

結(jié)束語：對(duì)于數(shù)控車床設(shè)備的維修管理方面雖還存在著問題，但是相關(guān)的工作人員也在努力地研究出更完善的故障診斷修復(fù)方法。目前，中國(guó)很多學(xué)校也有了機(jī)電專業(yè)，這些專業(yè)的興起也是為了給社會(huì)培育更多的技術(shù)人才。在現(xiàn)代社會(huì)和將來，可能數(shù)控車床設(shè)備會(huì)遇到很多問題和挑戰(zhàn)、機(jī)遇，但是只要國(guó)家對(duì)這方面能夠更加用心地經(jīng)營(yíng)，也可以培養(yǎng)出更多的數(shù)控車床設(shè)備維修管理人才，帶來更好的產(chǎn)品。

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