数控机床可靠性建模的技术进展

可靠性建模是进行数控机床可靠性评估与分析和可靠性设计的前提。对国内外的数控机床可靠性建模技术进展进行了分析并得出结论。数控机床可靠性建模技术经历了从简单到复杂,从时间静态到动态的过程,使得模型不断接近工程实际,为数控机床可靠性设计和分析提供了依据。     

基于任务的数控机床加工过程可靠性建模技术研究

在分析现有数控机床可靠性建模研究局限性的基础上,将元任务引入到数控机床的可靠性研究领域,介绍了元任务的概念,建立了结构化的任务分解模型,利用GO法建立了元任务的动态可靠性模型,分析了各元任务和元任务组之间的关系.利用马尔可夫方法建立了元任务组的动态可靠性模型,并以该方法建立了某型国产加工中心的动态可靠性模型.     

基于自助扩充法的数控机床可靠性建模研究

随着数控机床可靠性的提高,想获得大量的故障数据变得愈来愈困难。针对故障数据缺乏的问题,提出了改进的Bootstrap抽样方法。通过对7台某型号数控机床进行为期半年的故障监测得到故障数据,将数据分别用于改进的Bootstrap抽样方法和直接应用经典统计学法中,并对比分析计算结果。其结果表明改进的Bootstrap抽样方法的相对误差明显小于经典建模法的相对误差,证明了改进的Bootstrap抽样方法在可靠性建模中的可行性。     

随机冲击下退化率变化的系统竞争失效可靠性建模

考虑非平稳Poisson冲击下,退化率变化的退化失效和突发失效两类失效过程之间相互竞争的可靠性建模问题。以线性过程为基础描述退化过程,幅值和强度逐渐增大的非平稳随机冲击过程描述突发失效过程,研究冲击超过临界阈值导致系统退化过程退化率增大的情况下系统的可靠度问题。通过建立系统退化过程和突发失效过程的分布函数,导出了系统竞争失效的可靠度函数。结合Sandia微引擎系统进行实例分析,并对冲击强度与突发失效的临界阈值做了灵敏度分析,结果验证了模型的正确性,表明该模型可以有效提高可靠性评估的精度。     

基于竞争失效的金刚石刀具钻削可靠性分析

氧化锆陶瓷作为非金属脆硬材料具有耐磨、耐腐蚀等优异的理化性能,广泛应用于航空航天、半导体、通信技术和生物医学等领域.刀具的失效形式是性能退化失效和突发失效相互竞争的结果,由于非金属脆硬材料的强研磨性特征,导致刀具磨损剧烈且失效快,严重影响了刀具使用寿命和工件加工质量.本文通过开展金刚石刀具钻削氧化锆陶瓷试验,评估刀具的...     

基于性能退化数据和竞争失效分析的可靠性评估

研究竞争失效模式下的可靠性评估问题,同时考虑退化失效和退化过程中的突发失效对系统可靠性的影响.针对退化轨迹建模方法的不足,采用退化量分布函数描述产品性能的退化过程.考虑突发失效与退化程度的相关性,提出从退化量角度计算突发失效的累计分布函数.在退化量分布函数中按照一定的条件概率剔除突发失效,建立竞争失效的可靠性评估模型,...     

考虑多退化失效和突发失效之间竞争失效的可靠性评估方法

提出了考虑多退化失效和突发失效之间竞争失效的可靠性评估方法。由协方差分析了多元退化信息之间的相关性及相关程度,建立多退化失效模式的可靠性评估模型,且选用了多元正态分布来建立模型。构建基于退化量突发失效的条件概率,分析退化失效对突发失效的影响,通过多个退化模式的退化失效与突发失效的联合概率分布函数建立竞争失效的可靠性评估模型。最后以航空发动机的失效数据为例,验证了模型的有效性。     

基于VERICUT的数控机床建模技术

数控机床建模是数控加工仿真的基础,通用化的建模方法是保证仿真高效的要求之一.本文简介了虚拟制造软件VERICUT的功能模块,基于VERICUT的建模技术,分析了不同类型数控机床的建模过程,总结了建模方法的共同特性,提出了面向不同类型、多种机床的通用建模过程.最后以五轴加工中心机床作为实例详细介绍了在VERICUT上的建模方法.     

考虑竞争失效的交流接触器可靠性评估方法

交流接触器广泛用于电力系统,精准评估其可靠性是保障系统安全平稳运行的关键。现有交流接触器可靠性研究没有考虑三相触头的竞争失效、退化相关性,及各相触头失效阈值均有随机性等问题,可能造成可靠性评估不精准。针对这些问题,本文用累积电弧侵蚀量表征性能状态,建立了考虑竞争失效、退化相关性和失效阈值随机性的退化模型;对模型参数较多且难以同时估计所有参数的问题,提出了基于极大似然估计的多阶段参数估计方法;基于蒙特卡洛技术提出了可靠度近似计算方法,并基于黎曼和技术推导出平均故障时间的近似式;最后,通过仿真与实例分析验证了所提方法的有效性。实例分析表明所提可靠性评估方法精度较高,其拟合优度比现有方法提升了约45%。     

数控机床马尔可夫过程下的超单元可靠性建模技术

将数控机床按其功能层次划分为主系统与辅助系统。研究了主系统与辅助系统之间的关系,提出超单元可靠性建模技术概念,将辅助系统以超单元的形式嵌入到关联主系统的可靠性模型中,并建立了基于马尔可夫过程的数控机床主系统动态可靠性分析数学模型,降低了系统的状态空间。在此基础上,假设各主系统为相互独立的模块,采用克罗内克方法对数控机床的整机稳态可靠性指标进行计算。最后,以某型号数控外圆磨床为例,通过实际数据求解其可靠性指标,分析其可靠性状况,验证了模型的正确性和适用性。     

基于可靠性分析的数控机床维修策略研究

在装备制造业中数控机床作为工作母机,数控机床的可靠性技术在制造业中得到了应用和发展。数控机床具有自动化生产加工效率高的特点,实现了普通机床无法完成的复杂型面的加工。本文对数控机床的可靠性建模以及数控机床故障进行了分析和研究,结合数控机床可靠性增长技术在数控机床的故障维修应用方面的特点和实际情况,提出了基于可靠性分析的数控机床维修策略并进行了研究。     

基于蒙特卡罗法的数控机床可靠性仿真

根据蒙特卡罗法基本原理,将其与故障树分析法相结合,提出了基于蒙特卡罗法的故障树仿真方法。以数控机床"机械系统故障"为例建立故障树仿真模型,给出了具体的过程算法和仿真结果。并根据其原理和方法流程开发了实用工具,将其应用于数控机床可靠性评估。     

基于VB开发数控机床的可靠性信息管理系统

为方便厂家对数控机床的可靠性信息的统计分析,以Visual Basic6.0编程语言为开发平台,采用Access数据库技术,开发了数控机床的可靠性信息管理系统.该系统不仅可以对故障信息进行添加、查询、备份等操作,而且可通过拟合故障间隔时间的分布函数计算可靠性指标,此外,故障频次分析模块则为企业实施可靠性增长技术提供了有力的依据.     

基于状态的数控机床主轴可靠性评估

数控机床主轴的健康状态直接关系到加工产品的质量和企业的安全生产。根据数控机床主轴的状态监测数据,建立了一个基于多观测序列隐Markov模型的可靠性评估模型。该模型提出了Spearman权重分析方法,通过对多性能指标观测序列及设备健康状态的Spearman秩相关分析获得各性能指标的定量权重,体现了各性能指标在设备健康评价中的贡献。并利用矢量量化及加权分析将多性能观测序列转换为单观测序列,通过隐Markov模型获得设备状态变迁概率,从而实现对设备的可靠性评估。最后将上述模型应用于某型数控机床主轴的可靠性评估,模型评价结果与现场数据比较吻合,证明了该模型的有效性。     

齿轮磨损和接触疲劳竞争失效可靠性模型

为了计算齿轮可靠度,针对磨损失效和疲劳失效2种常见的失效方式,分别建立了失效概率模型,在此基础上计算出可靠度,并考虑了服从泊松过程的冲击对磨损和接触应力的作用。磨损采用累积磨损的形式,建立了磨损-磨损阈值干涉模型。接触疲劳失效考虑随机强度退化,建立了动态强度-应力干涉模型。以某矿用挖掘机提升减速器中的齿轮为研究对象进行可靠性分析,对模型和方法进行验证,得到了考虑冲击作用的2种失效模式竞争的齿轮可靠度计算结果,分析了不同冲击参数下可靠度值。结果表明,模型对于估计寿命、材料选取等工程问题有一定的参考价值。     

数控机床可靠性浅谈

可靠性是影响数控机床正常使用的关键问题。可靠性不高,机床经常处于维修状态,加工的工件达不到要求,有时还可能产生撞刀事故,甚至打坏机床。这是无法用于生产的。笔者在从事CSK-B_2数控机床的应用工作中,采取了一些措施,提高了可靠性,基本上达到     

失效相关系统动态可靠性建模与失效率研究

建立了随机载荷作用下的失效相关串联系统、并联系统和k／n系统动态可靠性模型,并研究了系统可靠度和失效率随时间的变化规律。在系统层运用载荷一强度干涉模型建立了失效相关系统可靠性模型;在分析系统可靠性模型的基础上,建立了系统强度的累积分布函数和概率密度函数。运用顺序统计量理论建立了载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数,进而建立了强度不退化时载荷多次作用下的系统可靠性模型以及系统动态可靠性模型。运用概率微分方程建立了强度退化时的系统动态可靠性模型。研究了串联系统、并联系统和k／n系统可靠度和失效率随时间变化的规律。研究表明：系统与零件具有相似的特征;系统的可靠度随时间逐渐降低,k／n系统的可靠度介于串联系统和并联系统之间;强度不退化时,系统的失效率随时间逐渐减小;强度退化时,系统的失效率具有“浴盆”曲线的全部特征。     

基于PSOPPR的数控机床热误差建模

针对数控机床热误差受多因素影响,变化复杂,常用模型难以精确模拟的特点,提出一种基于粒子群优化算法的投影寻踪回归模型(PSOPPR)。该投影寻踪回归模型将数控机床多处温度作为自变量,热误差作为因变量,通过一个投影方向将多处温度投影到一个方向上,然后与热误差进行正交Her-mite多项式回归拟合,同时使用一种利用随机排序法处理约束问题的粒子群优化算法用于寻找最佳投影。以某数控车床为例,同粒子群优化的BP网络相比较,该方法可以获得更高模拟精度,是一种有效的建模方法。     

基于可靠性分析的数控机床维修路径研究

在工业化生产过程中,数控机床设备作为重要设施,其自动化、智能化生产模式可有效提升企业的经济效益。在数控机床设备运行过程中,受到工作环境、信号传输的影响,易令数控机床设备产生故障,使设备无法进行正常工作。文章对数控机床维修模式进行论述,对故障诊断下的数控机床维修模型进行探析,并通过实例来对维修路径进行研究。