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)度評價原理，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，對可拓工程方法下的加工中心的可靠性進行探討，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，對加工中心的影響也相應(yīng)的復雜多變，就像接錯地線，刀庫失調(diào)，夾具受損等故障都對加工中心有著不一樣的影響，對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，所以在各個階段就應(yīng)該對各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的以及可能出現(xiàn)的故障給予謹慎對待和預測，并對相應(yīng)的環(huán)節(jié)給予相應(yīng)的改善措施，以達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，嚴重故障損傷，一般故障傷害和輕微故障；V3則代表與之對應(yīng)的維修難度，大致分為維修難度大情況較為復雜的困難，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)的修葺時長，分為長時間，相對較長的時間，一般時間長短以及短時間維修。結(jié)合以上表述內(nèi)容，衡量條件則表達為V =（V1，V2，V3，V4）。這也可以直觀的考量為加工中心出現(xiàn)故障的嚴重程度。

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

（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間長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=非常嚴重故障，0.75=嚴重故障，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為維修需要花費的時間長度，1=維修時間很長，0.75=維修時間相對較長，0.5=維修時間長度一般；0.25維修時間相對較短。

二、加工中心子系統(tǒng)對可靠性的影響

下面將對60臺某一型號加工中心出現(xiàn)的百余條故障進行數(shù)據(jù)整理，并結(jié)在60臺加工中心中出現(xiàn)了刀庫失調(diào)，夾具受損等故障，存在包括主軸系統(tǒng)等7個子系統(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)合實際情況和綜合考慮，權(quán)衡條件故障發(fā)生頻率，故障嚴重程度，故障維修難度以及故障維修時間長度這幾個權(quán)衡條件，相比之下，由于元件受損帶來的故障相對于其他隊加工中心系統(tǒng)的可靠性影響相對更大。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)對加工中心的可靠性有著直接性影響，因為數(shù)控系統(tǒng)的元件受損，主軸系統(tǒng)出現(xiàn)調(diào)整性故障都相對較高，值得優(yōu)先進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致加工中心系統(tǒng)崩壞的影響元素例如，接錯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，對加工中心的影響也相應(yīng)的復雜多變，就像接錯地線，刀庫失調(diào)，夾具受損等故障都對加工中心有著不一樣的影響，對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，所以在各個階段就應(yīng)該對各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的以及可能出現(xiàn)的故障給予謹慎對待和預測，并對相應(yīng)的環(huán)節(jié)給予相應(yīng)的改善措施，以達到鞏固加工中心可靠性的目的。在以往的經(jīng)驗中得知以往的可靠性方法也是以一種方法來表達不一樣的故障模式對加工中心的影響，例如“危害程度”。但是這種方法的局限就在于必須以各個部件和元件的數(shù)據(jù)進行“危害程度”計算，在不是這種條件下的情況則無法對危害程度進行量的考量，然而結(jié)合加工中心的這種結(jié)構(gòu)相對復雜的大體，檢測和度量各個部件或者失效部件的失效量所消耗的時間和工作量都稍顯過大，而且完全沒辦法及時跟上因為技術(shù)進步而出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)部件更新的步伐，這種方法運用在加工中心上就顯得相當笨拙。

參考文獻：

[1] 戴怡，周云飛，賈亞洲，韓愛國. 基于可拓工程方法的加工中心可靠性研究[J]. 系統(tǒng)工程理論與實踐，2003，11：99-104.

[2] 彭衛(wèi)文. 高速五坐標橫梁移動龍門加工中心可靠性評估技術(shù)研究[D].電子科技大學，2012.