链式刀库及机械手早期故障筛选试验及分析方法

介绍了国内外链式刀库及机械手早期故障的研究现状和现存问题.针对该系统的结构特点,采用台湾吉辅刀库为核心部件,搭建了链式刀库及机械手可靠性试验台.通过对系统常见故障模式与失效机理的分析,提出一种基于环境应力筛选的早期故障试验方法,激发其早期故障与薄弱环节,对系统缺陷进行有效排除.最后采用FMECA分析方法对链式刀库及机械手进行了定性分析,提出后续分析的方法要点.该早期故障筛选试验与分析方法对同类产品的可靠性研究具有重要意义.     

盘式刀库可靠性试验状态监测及故障预警研究

盘式刀库是加工中心的重要功能部件,其运行状态直接影响整机可靠性及工作效率。文章针对盘式刀库可靠性台架试验,设计了状态监测方案,研制并搭建了状态监测系统的硬件系统和软件系统。监测系统采用一种改进的相邻系数法对采集的状态信号进行降噪处理,建立刀库电机电流能量的时变模型,实现电机堵转故障报警;基于遗传算法(GA)与支持向量回归(SVR)理论,建立刀库机械手振动与转位偏差的预警模型,试验结果表明,GA-SVR方法可以实现刀库机械手转位偏差故障的准确预警。     

链式刀库及机械手可靠性试验台设计

针对链式刀库及机械手的可靠性问题,提出并设计了一种针对链式刀库及机械手的可靠性试验装置.首先对试验台的总体方案和系统构成进行了设计,然后详细设计试验台结构、控制系统及检测系统.最后分析链式刀库及机械手的常见故障,并结合其换刀过程,提出了其可靠性试验方法,为提高链式刀库及机械手可靠性提供了实验手段和方法.     

刀库及机械手多态可靠性建模与分析

刀库及机械手换刀在成功与失败之间具有多种中间工作状态,为真实描述其性能衰退过程,必需采用多态系统可靠性理论进行建模和分析.结合可靠性试验、性能测试所得数据,进行刀库及机械手分系统状态定义,并采用Markov随机过程理论进行分系统状态概率的计算,以及通用生成函数(UGF)的方法构造了系统多态可靠性模型,给出了一定需求条件下性能可靠性的评估公式,该方法易于理解,弥补了刀库及机械手传统二态可靠性分析的不足.     

刀库及自动换刀装置可靠性熵法评定技术

刀库及自动换刀装置属于典型高可靠性要求的复杂机电系统,针对小子样产品在可靠性评定中试验信息量较少的缺点,文章利用信息熵的相关理论,提出一种可靠性数据折合与评定方法,进行不同环境试验单元之间和“金字塔”式多级系统相邻两级之间的信息折合.讨论了基于经典法的串联系统可靠性评定第一近似限.并以链式刀库及机械手的可靠性综合评定进行实例验证,证明该方法适用正确有效,在大型数控机床可靠性评定方面具有广泛的应用价值.     

链式刀库换刀控制程序设计及可靠性保障措施

链式刀库及机械手换刀系统的控制程序设计是其电气控制可靠性的重要因素之一.以高可靠性数控系统FANUC-0iD内置PMC为逻辑控制器,对链式刀库的工作原理和换刀过程作了详尽介绍后,从刀库选刀和刀具交换两方面分析了链式刀库换刀程序设计方法,进一步在细节方面提出了相关可靠性保障措施,实现了换刀程序较好的执行效果.对类似刀库机械手换刀的软件设计有一定的借鉴意义.     

链式刀库及机械手综合性能检测规范研究

针对链式刀库及机械手出现的各种故障问题,为提高其性能检测水平,结合加工中心的各项检测标准,展开对其综合性能检测规范的研究。确定了检测项目和检测方法,搭建链式刀库及机械手性能检测平台。结合平台,确定了一套完整、具体的检测规范,为其在生产和使用过程中的检测提供理论指导。     

盘式刀库及自动换刀装置可靠性评价

圆盘式刀库及自动换刀装置是加工中心的重要功能部件,也是加工中心故障部位的薄弱环节,其可靠性水平直接关系到主机的性能.目前圆盘式刀库及自动换刀装置的可靠性还没有适当的标准.鉴于此,在对国内外数控机床及其关键功能部件可靠性评价研究进行归纳分析的基础上,本文通过平均故障间隔换刀次数MTCNBF及平均修复时间MTTR指标对YP系列圆盘式刀库及自动换刀装置进行了可靠性评价.并基于可靠性加速试验数据对圆盘式刀库及自动换刀装置的故障模式、故障原因进行了分析,得到了圆盘式刀库及自动换刀装置最容易发生故障的部位、主要故障模式,可为刀库及自动换刀装置的改进设计提供依据.     

双环盘式刀库结构参数优化

为了解决盘式刀库双环布刀时刀库转动惯量与刀盘尺寸惯性的矛盾,以YP5048G双环盘式刀库的结构参数优化研究为应用实例,综合考虑各种约束条件,采用数学建模分析和有限元分析相结合的方法,对其进行结构参数优化,以增大储刀量,扩大工作范围.探讨了利用MATLAB软件优化工具箱中的fmincon函数解决多约束非线性优化问题的思路及计算方法.为了对刀库的结构参数优化结果进行验证,对优化后的刀库进行了有限元静态特性分析及动态特性分析.仿真结果证实了所设计的双环布刀刀盘结构参数的合理性.     

机械手刀库安全控制研究

针对机械手刀库的安全隐患问题,编制了相应的安全程序,包括防止刀库运转计数错误、防止刀库机械手与主轴发生碰撞。经处理后的刀库应用于实践中,提高了机床的生产效率及精度,并延长了使用寿命。