數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的研究進(jìn)展

李新鋒

（焦作市技師學(xué)院，河南 焦作 454150）

數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的研究進(jìn)展

李新鋒

（焦作市技師學(xué)院，河南 焦作 454150）

文章將分析數(shù)控機(jī)床可靠性相應(yīng)技術(shù)以及其現(xiàn)存的問題作為基礎(chǔ)，然后深入詳細(xì)地研究此項(xiàng)技術(shù)在未來發(fā)展和研發(fā)的方向，為數(shù)控機(jī)床創(chuàng)新以及研發(fā)提供有價(jià)值的參考建議和相關(guān)意見。

可靠性技術(shù)；數(shù)控機(jī)床；研究進(jìn)展

數(shù)控機(jī)床作為裝備制造行業(yè)必不可少的生產(chǎn)部分，在整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)中起著不可或缺，至關(guān)重要的作用。以當(dāng)前形勢(shì)來看，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床，在自主研發(fā)方面，不論是表現(xiàn)在速度上，還是在制造精度上，或者是在多軸的聯(lián)動(dòng)或者是復(fù)合的加工上，每一項(xiàng)項(xiàng)目與之前相比有極大程度上的進(jìn)步以及發(fā)展。然而，進(jìn)步是有，但差距依舊存在，就單可靠性來說，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床水平與很多國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家來相比，依然差距還是很大。所以，進(jìn)一步的研究分析我國(guó)目前數(shù)控機(jī)床的具體情況，探討機(jī)床在可靠性技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展情況，對(duì)國(guó)家現(xiàn)況有正確的定位，對(duì)我國(guó)的數(shù)控機(jī)床行業(yè)整體發(fā)展進(jìn)步都有重要的實(shí)際作用。

1 可靠性技術(shù)影響因素

數(shù)控機(jī)床多元化故障的形式以及復(fù)雜的故障原理和復(fù)雜的修復(fù)系統(tǒng)，種種因素都是影響機(jī)床可靠性發(fā)展以及進(jìn)度發(fā)展的重要原因。再加上它的可靠性研發(fā)以及試驗(yàn)都需要大量人力以及物力的投入，在目前國(guó)家不論是研究人員的方面，還是研究設(shè)備的方面，都面臨著巨大的問題，主要缺乏和它相對(duì)應(yīng)的研究資本投入。所以，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床依舊在自身可靠性的技術(shù)上得不到明顯的發(fā)展。

在數(shù)控機(jī)床的可靠性技術(shù)應(yīng)用工程中最不可缺少的一環(huán)就是故障的分析。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床整體的設(shè)計(jì)和故障的發(fā)生概率是有密切關(guān)系的。所以，數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行初步的可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)準(zhǔn)則合理地進(jìn)行前期設(shè)計(jì)制作。在減少或防止各種缺陷出現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床上的大前提上，要根據(jù)既定的要求和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)將對(duì)應(yīng)可靠性的指標(biāo)分配到和它相應(yīng)的子系統(tǒng)內(nèi)，之后科學(xué)的進(jìn)行矩陣分析，最后在子系統(tǒng)中得到真實(shí)有效的可靠性分配值。在此，需要特別指出的是，在該過程內(nèi)進(jìn)行矩陣的分析，必須要利用二元模糊分配的比值進(jìn)行相應(yīng)分析。此外，在對(duì)數(shù)控機(jī)床做可靠性整體的模型架構(gòu)時(shí)，機(jī)床的模型需要考慮故障的復(fù)雜性、危害性還有整體的技術(shù)水平等各方面的因素。

2 現(xiàn)存問題分析

現(xiàn)在我國(guó)數(shù)控機(jī)床的研究中需要注意的問題主要有兩個(gè)。①數(shù)控機(jī)床的可靠性研究學(xué)者以及專業(yè)的機(jī)構(gòu)比較少。數(shù)控機(jī)床原來就是一個(gè)特別復(fù)雜的系統(tǒng)。所以會(huì)有多種多樣的故障形式和導(dǎo)致故障的原因出現(xiàn)，因此在對(duì)它進(jìn)行可靠性研究的時(shí)候，會(huì)涉及到各種各樣的學(xué)科，和涉及其他領(lǐng)域的知識(shí)，學(xué)科之間會(huì)有非常強(qiáng)的交叉性，與此同時(shí)進(jìn)行研究的基本都為全生命周期，在空間上又會(huì)需要到多個(gè)部門同時(shí)的進(jìn)行協(xié)作，由此看來，研究將會(huì)進(jìn)行得非常繁瑣，相應(yīng)的難度也會(huì)很大。從此方面看來，數(shù)控機(jī)床的可靠性技術(shù)特點(diǎn)可以概括為工作的時(shí)間較長(zhǎng)，消耗資金較多、專業(yè)成果方面研究較慢，而且需要專業(yè)技術(shù)人才數(shù)量較多，還有高質(zhì)量的科研團(tuán)隊(duì)來進(jìn)行協(xié)作，而且我國(guó)在數(shù)控機(jī)床方面來和其他關(guān)鍵的共性技術(shù)的研究來相比，還是研究專業(yè)人才的數(shù)量和專業(yè)團(tuán)隊(duì)較少，當(dāng)加大投入，沒有一套完善技術(shù)體系的輔助，研究的成果也會(huì)十分的有限，所以由此看來還是需要有關(guān)部門的政策扶持。②數(shù)控機(jī)床的可靠性在數(shù)據(jù)積累環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱。載荷數(shù)據(jù)的積累也嚴(yán)重不足?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)也只是針對(duì)特定的型號(hào)或者特定的用戶，沒有覆蓋數(shù)量龐大的面積較廣的數(shù)控車床以及加工中心，并不具有普遍性，不適用于其他行業(yè)的用戶。載荷原始數(shù)據(jù)積累嚴(yán)重不足，無法編制數(shù)控機(jī)床的整機(jī)和功能相關(guān)部件以及關(guān)鍵的零件的載荷譜，可靠性設(shè)計(jì)的依據(jù)也不夠充分，最為無力的是它不能夠進(jìn)行可靠性概率設(shè)計(jì)，由此造成產(chǎn)品固有的可靠性水平會(huì)出現(xiàn)先天不足之類的情況。

通過對(duì)目前我國(guó)的數(shù)控機(jī)床在自身可靠性的技術(shù)方面整體情況進(jìn)行綜合分析，主要存在以下問題：①單從數(shù)控機(jī)床來說，專業(yè)學(xué)者的缺乏導(dǎo)致相關(guān)研究的結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不足，筑基不穩(wěn)。②數(shù)據(jù)以及信息等各種資料信息環(huán)節(jié)薄弱。在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床可靠性分析的過程中，維修、荷載以及故障等多元化的數(shù)據(jù)沒有一個(gè)不是極其重要的數(shù)據(jù)資料。但是我國(guó)從事數(shù)控機(jī)床研究的這幾年內(nèi)，收集和整理的數(shù)據(jù)資料的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，特別是與荷載數(shù)據(jù)有關(guān)的資料，現(xiàn)在可是十分的稀缺。荷載數(shù)據(jù)對(duì)于數(shù)控機(jī)床的整機(jī)編制起到了非常重要的作用，如果缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)資料的指導(dǎo)，它的可靠性設(shè)計(jì)會(huì)在概率相關(guān)計(jì)算方面，需求得不到滿足，從而直接造成數(shù)控機(jī)床表現(xiàn)出先天不足。③故障機(jī)理的深入探究沒有達(dá)到預(yù)期的效果。不管是物理層面，還是關(guān)于化學(xué)層面，故障機(jī)理都會(huì)直接影響到數(shù)控機(jī)床發(fā)生的本質(zhì)。但是，在此階段國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)床故障原因的探究以及分析還停滯在假設(shè)的層面上，并沒有進(jìn)行過于深入的驗(yàn)證，這嚴(yán)重影響了數(shù)控機(jī)床在其可靠性建模，可靠性設(shè)計(jì)和可靠性試驗(yàn)等其它幾個(gè)方面的發(fā)展。

3 發(fā)展方向探究

在此階段上，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床在自身的可靠性的技術(shù)上，不管是在其可靠性建模等方面，還是可靠性的設(shè)計(jì)方面，又或是在可靠性試驗(yàn)和整體產(chǎn)品升級(jí)的技術(shù)要求，都大幅度的向前發(fā)展。同時(shí)，為了使我國(guó)數(shù)控機(jī)床可靠的性能得到大幅度的提升，相關(guān)的研究人員應(yīng)該探究其可靠性技術(shù)全生命周期作為重中之重。基本載體使研究人員不斷加大探究的力度，在研究它的可靠性建筑模型和設(shè)計(jì)以及試驗(yàn)，故障分析基礎(chǔ)上，最大限度的排除在安裝調(diào)試以及機(jī)械故障進(jìn)程中各個(gè)方面所存在的問題。于此同時(shí)，要積極拓展相應(yīng)的可靠技術(shù)，以便用來保障保持?jǐn)?shù)控機(jī)床會(huì)在整個(gè)的生命周期中時(shí)刻保持比較穩(wěn)定的可靠性能。還要針對(duì)數(shù)控機(jī)床來不斷進(jìn)行可靠性技術(shù)的綜合體系相關(guān)建設(shè)，使相關(guān)功能得以完備和健全，由此看來，這都是不可缺少的。把設(shè)計(jì)、制定基本的技術(shù)規(guī)范以及操作注意事項(xiàng)作為基礎(chǔ)，來構(gòu)建系統(tǒng)的，全面的新型數(shù)據(jù)庫(kù)以及故障案例庫(kù)，使我國(guó)數(shù)控機(jī)床的整體發(fā)展和技術(shù)體系不斷完善。

4 結(jié)語

由此看來，我國(guó)在數(shù)控機(jī)床的可靠性研究這一方面，雖然取得一定成績(jī)，然而仍然缺少相對(duì)完善的理論基礎(chǔ)以及方法。為了能夠達(dá)到數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的可靠性，使其使用壽命得以延長(zhǎng)，我國(guó)要緊抓此方面的研究，而且要充分地分析產(chǎn)品和零部件設(shè)計(jì)以及選型。文章通過對(duì)數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的研究，綜合分析我國(guó)的數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展情況可知，在當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行積極可靠性技術(shù)拓展以及研發(fā)，來構(gòu)建和數(shù)控機(jī)床相應(yīng)可靠性的技術(shù)體系，是當(dāng)前發(fā)展壯大我國(guó)的數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的必由之路。

［1］楊兆軍，陳傳海，陳菲.數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的研究進(jìn)展［J］.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2013，（20）：130-139.

［2］張根保，范秀君.“數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)”專題（二）可靠性增長(zhǎng)體系［J］.制造技術(shù)與機(jī)床，2014，（8）：6-9.

［3］張根保，喻春.“數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)”專題（十六）可靠性管理體系［J］.制造技術(shù)與機(jī)床，2015，（10）：5-11.

Research Progress of Reliability Technology of CNC M achine Tools

LI Xin-feng
（Jiaozuo City Technician College，Jiaozuo，Henan 454150，China）

This paperanalyzes the reliability of CNCmachine toolsand theirexisting problemsas the basis，and then further studies the technology in the future developmentand R&D direction，and provides valuable reference suggestions and related comments forCNCmachine tool innovation and research and development.

reliability technology；CNCmachine tools；research progress

TG659

A

2095-980X（2017）05-0047-01

2017-04-17

李新鋒（1982-），男，河南焦作人，大學(xué)本科，教師，主要研究方向：數(shù)控加工，機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化。