淺談可拓工程方法下的加工中心可靠性

周麗麗+黃永紅+周紅霞

摘 要：在可靠性的方法之內(nèi)，以可拓工程方法的優(yōu)度評(píng)價(jià)原理，了解加工中心系統(tǒng)內(nèi)的故障模式影響加工中心可靠性的影響元素，結(jié)合故障案例，對(duì)可拓工程方法下的加工中心的可靠性進(jìn)行探討，并提出改善建議。

關(guān)鍵詞：可拓工程；加工中心；可靠性

加工中心是當(dāng)代制造系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是基本環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)的可靠性也有著十分重要的決定性大權(quán)。所以加工中心的故障問題也是具有重要意義的研究課題。而發(fā)生在加工中心的故障種類眾多，對(duì)加工中心的影響也相應(yīng)的復(fù)雜多變，就像接錯(cuò)地線，刀庫(kù)失調(diào)，夾具受損等故障都對(duì)加工中心有著不一樣的影響，對(duì)加工中心的可靠性也有著大小不一的影響。為了能夠以類區(qū)分各種故障，所以在各個(gè)階段就應(yīng)該對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的以及可能出現(xiàn)的故障給予謹(jǐn)慎對(duì)待和預(yù)測(cè)，并對(duì)相應(yīng)的環(huán)節(jié)給予相應(yīng)的改善措施，以達(dá)到鞏固加工中心可靠性的目的。

一、關(guān)聯(lián)函數(shù)以及衡量條件

（一）衡量條件。V1代表加工中心系統(tǒng)的子系統(tǒng)以及部件的故障發(fā)生頻率；V2給予區(qū)分故障傷害程度，大致分為致殘故障，嚴(yán)重故障損傷，一般故障傷害和輕微故障；V3則代表與之對(duì)應(yīng)的維修難度，大致分為維修難度大情況較為復(fù)雜的困難，比較困難，一般的程度以及較為容易的維修難度。V4表示相應(yīng)的修葺時(shí)長(zhǎng)，分為長(zhǎng)時(shí)間，相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間，一般時(shí)間長(zhǎng)短以及短時(shí)間維修。結(jié)合以上表述內(nèi)容，衡量條件則表達(dá)為V =（V1，V2，V3，V4）。這也可以直觀的考量為加工中心出現(xiàn)故障的嚴(yán)重程度。

（二）權(quán)系數(shù)。結(jié)合理論知識(shí)和實(shí)際情況，將作為衡量條件V1，V2，V3，V4一矩陣表達(dá)。

（三）關(guān)聯(lián)函數(shù)。為了可以把故障發(fā)生頻率和維修困難程度以及維修時(shí)間長(zhǎng)度這種非量化的程度現(xiàn)度量，轉(zhuǎn)化為量化表現(xiàn)，所以根據(jù)可拓集合論，并結(jié)合V1，V2，V3，V4建立如下與V1，V2，V3，V4對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)函數(shù)：V1的關(guān)聯(lián)函數(shù)為K1（x）=x，x為故障頻率；V2的關(guān)聯(lián)函數(shù)為K2（x）=x，x=（1，0.75，0.5，0.25），x為故障發(fā)生頻率1=非常嚴(yán)重故障，0.75=嚴(yán)重故障，0.5=一般故障，0.25=較輕的故障； V3的關(guān)聯(lián)函數(shù)為K3（x）=x，x=（1，0.75，0.5，0.25），x為維修難度，1=維修困難，0.75=維修比較困難，0.5=維修難度一般，0.25=容易維修；V4的關(guān)聯(lián)函數(shù)為K4（x）=x，x=（1，0.75，0.5，0.25），x為維修需要花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)度，1=維修時(shí)間很長(zhǎng)，0.75=維修時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，0.5=維修時(shí)間長(zhǎng)度一般；0.25維修時(shí)間相對(duì)較短。

二、加工中心子系統(tǒng)對(duì)可靠性的影響

下面將對(duì)60臺(tái)某一型號(hào)加工中心出現(xiàn)的百余條故障進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并結(jié)在60臺(tái)加工中心中出現(xiàn)了刀庫(kù)失調(diào)，夾具受損等故障，存在包括主軸系統(tǒng)等7個(gè)子系統(tǒng)。合上述關(guān)聯(lián)函數(shù)，權(quán)系數(shù)，以及衡量條件計(jì)算出K的取值，即為優(yōu)良程度，涉及到合格率。

三、加工中心可靠性分析與改善

結(jié)合實(shí)際情況和綜合考慮，權(quán)衡條件故障發(fā)生頻率，故障嚴(yán)重程度，故障維修難度以及故障維修時(shí)間長(zhǎng)度這幾個(gè)權(quán)衡條件，相比之下，由于元件受損帶來的故障相對(duì)于其他隊(duì)加工中心系統(tǒng)的可靠性影響相對(duì)更大。元件受損也是加工中心工作不穩(wěn)定的主要表現(xiàn)形式，在其他數(shù)控或者機(jī)械控制方面均有典型體現(xiàn)。數(shù)控系統(tǒng)和主軸系統(tǒng)對(duì)加工中心的可靠性有著直接性影響，因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)的元件受損，主軸系統(tǒng)出現(xiàn)調(diào)整性故障都相對(duì)較高，值得優(yōu)先進(jìn)行改善以鞏固加工中心的整體可靠性，也存在部分可以直接導(dǎo)致加工中心系統(tǒng)崩壞的影響元素例如，接錯(cuò)地線這種影響元素都是應(yīng)該優(yōu)先考慮改善的。

四、討論

結(jié)合以往的可靠性方法，在故障模式和影響因子以及危害方面是鞏固加工中心可靠性的可行方案。加工中心是當(dāng)代制造系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是基本環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)的可靠性也有著十分重要的決定性大權(quán)。所以加工中心的故障問題也是具有重要意義的研究課題。而發(fā)生在加工中心的故障種類眾多，對(duì)加工中心的影響也相應(yīng)的復(fù)雜多變，就像接錯(cuò)地線，刀庫(kù)失調(diào)，夾具受損等故障都對(duì)加工中心有著不一樣的影響，對(duì)加工中心的可靠性也有著大小不一的影響。為了能夠以類區(qū)分各種故障，所以在各個(gè)階段就應(yīng)該對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的以及可能出現(xiàn)的故障給予謹(jǐn)慎對(duì)待和預(yù)測(cè)，并對(duì)相應(yīng)的環(huán)節(jié)給予相應(yīng)的改善措施，以達(dá)到鞏固加工中心可靠性的目的。在以往的經(jīng)驗(yàn)中得知以往的可靠性方法也是以一種方法來表達(dá)不一樣的故障模式對(duì)加工中心的影響，例如“危害程度”。但是這種方法的局限就在于必須以各個(gè)部件和元件的數(shù)據(jù)進(jìn)行“危害程度”計(jì)算，在不是這種條件下的情況則無法對(duì)危害程度進(jìn)行量的考量，然而結(jié)合加工中心的這種結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的大體，檢測(cè)和度量各個(gè)部件或者失效部件的失效量所消耗的時(shí)間和工作量都稍顯過大，而且完全沒辦法及時(shí)跟上因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步而出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)部件更新的步伐，這種方法運(yùn)用在加工中心上就顯得相當(dāng)笨拙。

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