
作為整個(gè)裝備制造行業(yè)的作業(yè)母機(jī),數(shù)控機(jī)床有著至關(guān)重要的作用。就目前而言,我國自主生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床,無論是在速度上,還是在精度上,亦或是在多軸聯(lián)動(dòng)或復(fù)合加工上,都有了極大程度的發(fā)展和進(jìn)步。但是,就可靠性而言,我國數(shù)控機(jī)床的水平與國外很多發(fā)達(dá)國家相比,仍然相差甚遠(yuǎn)。故此,詳細(xì)分析目前我國數(shù)控機(jī)床在可靠性技術(shù)方面的發(fā)展情況,對(duì)我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的整體發(fā)展和進(jìn)步有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)分析
1.1 建模
就數(shù)控機(jī)床而言,無論是其可靠性分析,還是其可靠性評(píng)估,都是以可靠性建模為載體進(jìn)行的。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和時(shí)間的持續(xù)前進(jìn),我國已經(jīng)相繼頒發(fā)了多項(xiàng)具體的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。其中代表性較強(qiáng)的包括MIL-STD781和MIL-HDBK-217。這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)我國數(shù)控機(jī)床在可靠性建模、可靠性設(shè)計(jì)以及可靠性試驗(yàn)等各個(gè)方面的規(guī)范做了明文規(guī)定。通過正態(tài)分析以及威布爾分布函數(shù)的分析和處理,可針對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行相應(yīng)的可靠性模型構(gòu)建。如此,便可獲取與之對(duì)應(yīng)的有效數(shù)據(jù)或信息。由于數(shù)控機(jī)床在作業(yè)時(shí)間上被不斷延長,其可靠性也隨之持續(xù)下降,因而數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的幾率便大幅度上升。如果忽略故障發(fā)生之間的間隔時(shí)間,直接進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的可靠性模型構(gòu)建。那么,對(duì)數(shù)控機(jī)床可靠性進(jìn)行的描述和預(yù)計(jì)便會(huì)與實(shí)際情況之間相差很大,從而影響實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)。
1.2 設(shè)計(jì)
隨著我國數(shù)控機(jī)床在可靠性性能方面的不斷發(fā)展和進(jìn)步,故障分析已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)工程中不可缺少的重要部分。其中故障的發(fā)生幾率與數(shù)控機(jī)床的整體設(shè)計(jì)息息相關(guān)。故此,對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行具體的可靠性設(shè)計(jì)時(shí),必須按照相關(guān)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)計(jì)制作。在避免或減少各種設(shè)計(jì)缺陷反復(fù)出現(xiàn)的基礎(chǔ)上,必須根據(jù)既定要求和標(biāo)準(zhǔn)將對(duì)應(yīng)的可靠性指標(biāo)準(zhǔn)確分配到與之對(duì)應(yīng)的子系統(tǒng)之中,然后進(jìn)行科學(xué)的矩陣分析,最后得到子系統(tǒng)中真實(shí)有效的最佳可靠性分配值。需要特別說明的是,該過程中進(jìn)行的矩陣分析,必須利用二元模糊分配比進(jìn)行。另外,對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行可靠性整體模型構(gòu)建時(shí),其模型需要綜合考慮各方面因素,包括故障危害性、故障復(fù)雜性以及整體技術(shù)水平等。
1.3 試驗(yàn)
作為影響整個(gè)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品可靠性的重要因素,可靠性試驗(yàn)至關(guān)重要,其結(jié)果是人們獲知整個(gè)產(chǎn)品故障情況、模型構(gòu)建情況、故障分析和處理情況以及可靠性整體設(shè)計(jì)情況的重要資料,有著相當(dāng)重要的參考價(jià)值。在具體的可靠性試驗(yàn)過程中,其現(xiàn)場試驗(yàn)的中心往往是常規(guī)性的應(yīng)力試驗(yàn)。這一系列試驗(yàn)不僅直接關(guān)乎樣本試驗(yàn)及其相關(guān)故障分析的成功與否,還能完全反映出整個(gè)數(shù)控機(jī)床最真實(shí)有效的可靠性性能。
2 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)現(xiàn)存問題分析
綜合分析目前我國數(shù)控機(jī)床在其自身可靠性技術(shù)方面的整體情況,可歸納總結(jié)出以下問題:
其一,專業(yè)學(xué)者缺乏,相關(guān)研究結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不足。就數(shù)控機(jī)床而言,其多元化的故障形式、復(fù)雜化的故障原理、雜亂無章的修復(fù)系統(tǒng),都是影響其可靠性技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步的重要原因。加之其可靠性技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)需要大量的人力和物力,而目前我國無論是在研究人員方面,還是在研究設(shè)備方面,都嚴(yán)重缺乏與之對(duì)應(yīng)的研究投入。故此,我國數(shù)控機(jī)床在其自身可靠性技術(shù)上始終得不到顯著性發(fā)展。
其二,數(shù)據(jù)、信息等各方面資料薄弱。在數(shù)控機(jī)床的可靠性分析過程中,荷載、維修、故障等多元化數(shù)據(jù)無一不是至關(guān)重要的數(shù)據(jù)資料。但是在我國研究數(shù)控機(jī)床這些年間,其數(shù)據(jù)資料的收集和整理遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠完善,尤其是荷載數(shù)據(jù)的相關(guān)資料,可以說是到了稀缺的地步。荷載數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行整機(jī)編制有非常重大的影響作用,一旦缺乏數(shù)據(jù)資料的支持和指導(dǎo),其可靠性設(shè)計(jì)在概率計(jì)算方面的需求就無法得到相應(yīng)的滿足,這會(huì)直接導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)大范圍先天不足。
其三,故障機(jī)理的探究不夠深入。無論是物理層面,還是化學(xué)層面,故障機(jī)理都能直接影響數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生的本質(zhì)反應(yīng)。但是,現(xiàn)階段我國對(duì)故障原因的探究和分析還始終停滯在假設(shè)層面上,未進(jìn)行深入的驗(yàn)證層面,這嚴(yán)重影響了故障本身的危害性以及相關(guān)性,為數(shù)控機(jī)床在可靠性建模、可靠性設(shè)計(jì)以及可靠性試驗(yàn)等各個(gè)方面造成了巨大的負(fù)面影響。
3 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)未來發(fā)展方向探究
現(xiàn)階段,我國數(shù)控機(jī)床在其自身可靠性技術(shù)上,無論是在可靠性建模方面,還是在可靠性設(shè)計(jì)方面,亦或是可靠性試驗(yàn)以及整體故障分析方面,都獲得了顯著性進(jìn)步。這不僅充分滿足了數(shù)控機(jī)床在產(chǎn)品升級(jí)上的技術(shù)要求,還大幅度推動(dòng)和促進(jìn)了產(chǎn)品可靠性技術(shù)的整體發(fā)展。但是,為了進(jìn)一步提升我國數(shù)控機(jī)床的可靠性能,各大研究人員應(yīng)該重點(diǎn)探究可靠性技術(shù)的全生命周期。以數(shù)控機(jī)床為基本載體,在研究其可靠性建模、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)以及故障分析的基礎(chǔ)上,不斷加大其探究力度,最大限度地排除安裝調(diào)試、機(jī)械故障等各方面問題。同時(shí),還要積極拓展其相應(yīng)的可靠性技術(shù),以此保障數(shù)控機(jī)床在整個(gè)生命周期中始終保持較高的可靠性能。除此之外,針對(duì)數(shù)控機(jī)床不斷進(jìn)行可靠性技術(shù)體系的完善和健全,也是必不可少的。在設(shè)計(jì)和制定基本技術(shù)規(guī)范和操作注意事項(xiàng)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建系統(tǒng)且全面的數(shù)據(jù)庫、故障案例庫,以此不斷完善我國數(shù)控機(jī)床整體發(fā)展的技術(shù)體系。