數(shù)控機床可靠性技術(shù)研究

張峻琿

摘要：本文對數(shù)控機床可靠性技術(shù)展開研究，從數(shù)控機床可靠性內(nèi)涵入手，提出提高數(shù)控機床可靠性技術(shù)的措施，對數(shù)控機床可靠性技術(shù)中的可靠性指標(biāo)、建模、分析、設(shè)計內(nèi)容進行論述，旨在強化數(shù)控機床可靠性技術(shù)的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；可靠性技術(shù)；研究

數(shù)控機床的操作系統(tǒng)相對復(fù)雜，需要堅實的可靠性技術(shù)作支撐。雖然國產(chǎn)的數(shù)控機床在精度和復(fù)合加工等方面的技術(shù)應(yīng)用得到大幅進步，但受可靠性技術(shù)研究的機構(gòu)和學(xué)者缺乏、可靠性數(shù)據(jù)積累薄弱、對數(shù)控機床故障維修的關(guān)注度較低等因素的影響，我國現(xiàn)階段的數(shù)控機床可靠性技術(shù)與國家水平還存在一定差距。為提高我國數(shù)控機床的市場占有率和核心競爭力，促進裝備制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，需要強化對數(shù)控機床可靠性技術(shù)的研究。

1.數(shù)控機床可靠性概述

可靠性無法用具體的量來界定，其主要是指產(chǎn)品在一定條件下受規(guī)定時間的要求完成規(guī)定任務(wù)的能力，不同場合及情況下存在不同的可靠性指標(biāo)。數(shù)控機床可靠性是指數(shù)控機床在實際運行過程中表現(xiàn)出的屬性，由于數(shù)控機床集合了機、電、氣等高新技術(shù)，在具體運行中對加工精度提出了更高的要求，因此，數(shù)控機床的可靠性存在一定的特殊性。我國現(xiàn)階段的數(shù)控機床發(fā)生的機械故障主要是定位不準(zhǔn)、刀庫不轉(zhuǎn)位、工作臺不執(zhí)行程序指令等功能性故障。此類功能性故障需要數(shù)控機床制造商及時解決，提升數(shù)控機床的可靠性?；跀?shù)控機床用戶的角度，數(shù)控機床的可靠性即降低機床在實際運行過程中故障發(fā)生的頻率，提高機床的工作效率。在展開數(shù)控機床可靠性研究時需要有效發(fā)現(xiàn)和分析問題，并及時解決，通過切實可行的解決辦法打消用戶的顧慮，提升數(shù)控機床的可靠性即提升了數(shù)控機床的市場核心競爭力，并促使我國數(shù)控機床行業(yè)朝高精度、高檔次的方向發(fā)展。

2.數(shù)控機床可靠性技術(shù)的存在意義

可靠性技術(shù)是影響數(shù)控機床長遠發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，強化對數(shù)控機床的可靠性研究也具有一定的必要性。由于我國自主研發(fā)的數(shù)控機床自動化水平偏低、精度較差、功能部件滯后，造成數(shù)控機床的可靠性降低，功能性故障的發(fā)生幾率提升，因此，數(shù)控機床的可靠性技術(shù)具有重要的存在意義。今年來，我國的機床產(chǎn)業(yè)雖取得了顯著的進步，但仍然存在機床生產(chǎn)技術(shù)相對落后，無法準(zhǔn)確判斷數(shù)控機床的故障并全面的排除，售后服務(wù)不到位等問題，導(dǎo)致我國的數(shù)控機床水平與西方先進的數(shù)控水平還存在一定差距。在激烈的市場競爭環(huán)境下，國外的數(shù)控機床產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，搶占了我國數(shù)控機床產(chǎn)品的市場份額，為有效解決此類問題，需要正確認(rèn)識數(shù)控機床可靠性技術(shù)的存在意義，加強對可靠性技術(shù)的研究和分析，提高我國數(shù)控機床可靠性技術(shù)的應(yīng)用價值。數(shù)控機床可靠性技術(shù)的全面應(yīng)用提高了機床的使用效率，強化了人們使用國產(chǎn)數(shù)控機床的信心，對我國裝備制造業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展起到了良好的促進作用。提升數(shù)控機床的可靠性，改革傳統(tǒng)的機床行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，將我國生產(chǎn)的數(shù)控機床推向國際的舞臺，實現(xiàn)民族制造業(yè)的強大振興。

3.提高數(shù)控機床可靠性技術(shù)的措施

提高數(shù)控機床的可靠性技術(shù)需要立足根本，提升數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計的可靠性。在設(shè)計數(shù)控機床系統(tǒng)的過程中，根據(jù)機床的實際功能需求組建模塊，在降低數(shù)控機床維護成本的同時保證數(shù)控機床使用的穩(wěn)定性，設(shè)計人機對話的系統(tǒng)功能，提高數(shù)控機床針對故障的自我診斷能力，在源頭上發(fā)現(xiàn)故障，并及時有效的解決，起到自我保護的作用。提高數(shù)控機床的系統(tǒng)性能，促進其運行速率，進而達到最佳的系統(tǒng)設(shè)計可靠性效果。正確操作數(shù)控機床的系統(tǒng)，降低程序編寫、參數(shù)配置等系統(tǒng)操作的失誤率，緩解對數(shù)控機床轉(zhuǎn)動鏈的沖擊，樹立良好的企業(yè)信譽，為用戶提供最便捷的服務(wù)。提高數(shù)控機床可靠性技術(shù)的重要環(huán)節(jié)在于采用隔離屏蔽技術(shù)，減小干擾信號，降低其受系統(tǒng)濾波環(huán)節(jié)時產(chǎn)生的不良影響。通過屏蔽干擾源，阻斷靜電與電磁信號的手段達到屏蔽干擾信號的效果。為降低高壓線外的物質(zhì)影響，提升數(shù)控機床的可靠性，還可應(yīng)用雙層金屬屏蔽系統(tǒng)，全面提升國產(chǎn)數(shù)控機床可靠性技術(shù)的應(yīng)用效率。由于數(shù)控機床的地線較為復(fù)雜，將系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)件接地，采用金屬屏蔽線來隔離輸入信號線，通過科學(xué)合理的布線接地措施提高數(shù)控機床的可靠性技術(shù)。用戶對數(shù)控機床的使用不當(dāng)也將造成機床的故障，因此需要對運行進行可靠性控制，謹(jǐn)防用戶對數(shù)控機床的過載使用，出現(xiàn)相應(yīng)故障后，采取積極有效的措施恢復(fù)數(shù)控機床的精度，進而達到提高數(shù)控機床可靠性技術(shù)的目的。完善可靠性技術(shù)的操作體系，從數(shù)控機床的可靠性建模角度出發(fā)，嚴(yán)格篩選數(shù)控機床可靠性技術(shù)的研究成果，構(gòu)建相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，全面提高數(shù)控機床的可靠性技術(shù)。

4.數(shù)控機床可靠性技術(shù)研究

對數(shù)控機床可靠性技術(shù)展開研究，從數(shù)控機床的可靠性指標(biāo)、可靠性建模、可靠性分析、可靠性設(shè)計出發(fā)，以此獲取理想的研究成果。明確數(shù)控機床可靠性指標(biāo)，研究數(shù)控機床在規(guī)定條件下對規(guī)定功能的執(zhí)行情況，從數(shù)控機床的實際運行情況出發(fā)，使用定量數(shù)據(jù)表示，做到具體問題具體分析。在數(shù)控機床的設(shè)計和生產(chǎn)階段，采用科學(xué)的方法進行有效計算和分配，提升數(shù)控機床的可靠性?；跀?shù)控機床的可靠性數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建相應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)邏輯分析模式。由于數(shù)控機床的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，使用壽命在不同時期呈現(xiàn)的具體時間存在差異性，進而造成數(shù)控機床的故障率曲線也不同。現(xiàn)階段主要采用的可靠性模型是串聯(lián)模型、并聯(lián)模型和混聯(lián)模型。隨著數(shù)控機床的使用頻率加大，其可靠性也將隨之降低，進而將出現(xiàn)一些偶然性的頻率。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法針對故障的間隔時間進行考慮，并未根據(jù)故障發(fā)生的次序研究，因此造成數(shù)控機床的可靠性模式與實際運行情況不符。為提高數(shù)控機床的可靠性技術(shù)的應(yīng)用價值，多數(shù)專家學(xué)者對故障的間隔次序進行建模研究，了解數(shù)控機床安全陛退化的規(guī)律，并對數(shù)控機床的可靠性設(shè)計提供了科學(xué)依據(jù)。數(shù)控機床可靠性技術(shù)中的可靠性分析主要分為應(yīng)力分析、故障樹分析和危害性分析三類。其中應(yīng)力分析是對數(shù)控機床在運行過程中承受的非常荷載和工作荷載進行分析。非常荷載受設(shè)計不合理等因素導(dǎo)致，而工作荷載則是因設(shè)備功能的需求造成。通過有效的應(yīng)力分析，達到進行合理結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。故障樹分析是分析數(shù)控機床可靠性的重要方法，其可直觀、形象地分析出數(shù)控機床運行過程中存在的潛在故障，提高數(shù)控機床的故障的自我發(fā)現(xiàn)能力。危害性分析是在數(shù)控機床受故障模式影響后產(chǎn)生的，主要是對數(shù)控機床的故障展開精確的分析，針對數(shù)控機床的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過切實有效的危害性分析來提升產(chǎn)品的可靠性?？煽啃栽O(shè)計是結(jié)合數(shù)控機床的歷史故障數(shù)據(jù)和經(jīng)驗展開的分析，在掌握當(dāng)前技術(shù)水平和部件功能的前提下，促使數(shù)控機床產(chǎn)品達到最大的可靠性。借助可靠性設(shè)計的分析結(jié)果，完善原有的機械設(shè)備，降低設(shè)備的故障發(fā)生率。

5.結(jié)語

我國對數(shù)控機床可靠性技術(shù)的研究較少，為延長數(shù)控機床的使用壽命，提高數(shù)控機床的應(yīng)用價值，需要從可靠性技術(shù)人手，強化對其的專業(yè)研究?？煽啃约夹g(shù)在高科技產(chǎn)品中具有保障產(chǎn)品質(zhì)量的重要作用，在數(shù)控機床的運行過程中也是重要環(huán)節(jié)?；跀?shù)控機床可靠性的內(nèi)涵，明確數(shù)控機床可靠性技術(shù)的存在意義，采取科學(xué)合理的措施提高數(shù)控機床的可靠性技術(shù)，通過有效的研究成果為中國制造業(yè)的發(fā)展貢獻力量。