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伯特利數(shù)控 加工中心 鉆攻中心
前言:
某中小規(guī)格的立式加工中心,其t、、、--軸的行程分別為600 mm、400 mm、500 mm。它的主傳動采用主軸電動機,同步齒形帶結(jié)構(gòu),三向?qū)к壘捎酶咚倩瘽L珠絲杠,其傳動噪聲低。該型加工中心的可靠性不僅與其自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造、裝配等因素有關(guān),還與其
其可維修性也是衡量該產(chǎn)品質(zhì)量好壞的一個關(guān)鍵指標(biāo)w :
由該加工中心的子系統(tǒng)或零部件引發(fā)的故障,經(jīng)過修理后能夠使故障排除,并恢復(fù)到正常工作的狀態(tài),所以該加工中心是一個可修復(fù)系統(tǒng)。由于故障發(fā)生的部位不同,產(chǎn)生的原因和程度不同,維修人員及使用的維修設(shè)備不同,加工中心的修復(fù)時間是一個隨機變量,修復(fù)質(zhì)量的高低也影響著加工中心的可靠性水平M。
在工程應(yīng)用領(lǐng)域,可靠性和維修性結(jié)合起來被稱為可修復(fù)系統(tǒng)的廣義可靠度[5]??尚迯?fù)系統(tǒng)可靠性特征量主要是平均工作時間和平均工作時間、平均修復(fù)時間、修復(fù)率和系統(tǒng)的有效度M??删S修性是設(shè)備本身的一個性能,它包含于產(chǎn)品的可靠性設(shè)計中。
如何能合理地確定加工中心的維修周期,給加工中心提供良好的維修,可以改善、維持或提高加工中心正常工作狀態(tài),能夠地發(fā)揮加工中心的工作能力,這是筆者所要研究解決的問題。
本研究通過建立加工中心的最值維修周期與有效度之間的數(shù)學(xué)模型,以確定最值維修周期。
1加工中心常見故障分析
該型立式加工中心常見的故障可分為機械系統(tǒng)故
障和電氣系統(tǒng)故障&()]。
機械系統(tǒng)故障主要有主傳動系統(tǒng)故障、進給運動系統(tǒng)故障、刀具自動交換裝置故障、液壓及潤滑系統(tǒng)故障、排屑系統(tǒng)故障等等,這類故障主要發(fā)生在CNC加工中心主機的各運動的執(zhí)行機構(gòu)上,如主運動系統(tǒng)的主軸、各坐標(biāo)軸方向的進給運動、自動換刀裝置中的刀庫及機械手、等等。
對于機械系統(tǒng)故障,一般可通過精心保養(yǎng)和維護來降低故障發(fā)生的頻率。當(dāng)故障發(fā)生以后,小故障可通過精心調(diào)整來解決。對于已磨損或已損壞的零部件,須通過更換零部件的辦法來排除故障。
電氣系統(tǒng)故障通常分“強電”故障和“弱電”故障。“強電”故障主要指電動機、接觸器、繼電器、熔斷器、行程開關(guān)等電器元件及電路方面的故P良“弱電”故障主要指CRT顯示器、CNC裝置、伺服單元、輸入輸出裝置等方面出現(xiàn)的故障。這部分故障又可分為軟件故障和硬件故障,軟件故障主要有加工程序出錯、運算或動作出錯等;硬件故障主要有集成電路芯片、接插件以及外部連接組件等故障。
2發(fā)生故障的概率模型
加工中心的可靠度函數(shù)值是隨著使用時間的增加而逐漸降低的,而發(fā)生故障的概率側(cè)是隨著使用時間的增加而逐漸增加的。故障率A G)是指使用到某時間尚未發(fā)生故障的設(shè)備在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率,A〇)是一條件概率[11]。由于按定義計算A G)是比較困難的,常用平均故障率的觀察值予以替代,平均故障率的觀察值是指CNC加工中心在規(guī)定的考察時間內(nèi),故障發(fā)生的次數(shù)與累積工作時間之比,其數(shù)學(xué)表達式為:式中:A一平均故障率的觀察值;w一在規(guī)定的考察時間內(nèi),CNC加工中心發(fā)生故障的次數(shù);^>一在規(guī)定的考察時間內(nèi),CNC加工中心累積的工作時間。
通過較長時間對多臺該型號加工中心的觀察與統(tǒng)計,得到平均故障率A與規(guī)定的考察時間£的曲線如圖1所示。