數控機床可靠性技術的研究進展

李新鋒

（焦作市技師學院，河南 焦作 454150）

數控機床可靠性技術的研究進展

李新鋒

（焦作市技師學院，河南 焦作 454150）

文章將分析數控機床可靠性相應技術以及其現存的問題作為基礎，然后深入詳細地研究此項技術在未來發展和研發的方向，為數控機床創新以及研發提供有價值的參考建議和相關意見。

可靠性技術；數控機床；研究進展

數控機床作為裝備制造行業必不可少的生產部分，在整個機械制造行業中起著不可或缺，至關重要的作用。以當前形勢來看，我國的數控機床，在自主研發方面，不論是表現在速度上，還是在制造精度上，或者是在多軸的聯動或者是復合的加工上，每一項項目與之前相比有極大程度上的進步以及發展。然而，進步是有，但差距依舊存在，就單可靠性來說，我國的數控機床水平與很多國外的發達國家來相比，依然差距還是很大。所以，進一步的研究分析我國目前數控機床的具體情況，探討機床在可靠性技術領域的發展情況，對國家現況有正確的定位，對我國的數控機床行業整體發展進步都有重要的實際作用。

1 可靠性技術影響因素

數控機床多元化故障的形式以及復雜的故障原理和復雜的修復系統，種種因素都是影響機床可靠性發展以及進度發展的重要原因。再加上它的可靠性研發以及試驗都需要大量人力以及物力的投入，在目前國家不論是研究人員的方面，還是研究設備的方面，都面臨著巨大的問題，主要缺乏和它相對應的研究資本投入。所以，我國的數控機床依舊在自身可靠性的技術上得不到明顯的發展。

在數控機床的可靠性技術應用工程中最不可缺少的一環就是故障的分析。因為數控機床整體的設計和故障的發生概率是有密切關系的。所以，數控機床在進行初步的可靠性設計時，必須嚴格按照設計準則合理地進行前期設計制作。在減少或防止各種缺陷出現在數控機床上的大前提上，要根據既定的要求和相應的標準將對應可靠性的指標分配到和它相應的子系統內，之后科學的進行矩陣分析，最后在子系統中得到真實有效的可靠性分配值。在此，需要特別指出的是，在該過程內進行矩陣的分析，必須要利用二元模糊分配的比值進行相應分析。此外，在對數控機床做可靠性整體的模型架構時，機床的模型需要考慮故障的復雜性、危害性還有整體的技術水平等各方面的因素。

2 現存問題分析

現在我國數控機床的研究中需要注意的問題主要有兩個。①數控機床的可靠性研究學者以及專業的機構比較少。數控機床原來就是一個特別復雜的系統。所以會有多種多樣的故障形式和導致故障的原因出現，因此在對它進行可靠性研究的時候，會涉及到各種各樣的學科，和涉及其他領域的知識，學科之間會有非常強的交叉性，與此同時進行研究的基本都為全生命周期，在空間上又會需要到多個部門同時的進行協作，由此看來，研究將會進行得非常繁瑣，相應的難度也會很大。從此方面看來，數控機床的可靠性技術特點可以概括為工作的時間較長，消耗資金較多、專業成果方面研究較慢，而且需要專業技術人才數量較多，還有高質量的科研團隊來進行協作，而且我國在數控機床方面來和其他關鍵的共性技術的研究來相比，還是研究專業人才的數量和專業團隊較少，當加大投入，沒有一套完善技術體系的輔助，研究的成果也會十分的有限，所以由此看來還是需要有關部門的政策扶持。②數控機床的可靠性在數據積累環節相對薄弱。載荷數據的積累也嚴重不足。現有數據也只是針對特定的型號或者特定的用戶，沒有覆蓋數量龐大的面積較廣的數控車床以及加工中心，并不具有普遍性，不適用于其他行業的用戶。載荷原始數據積累嚴重不足，無法編制數控機床的整機和功能相關部件以及關鍵的零件的載荷譜，可靠性設計的依據也不夠充分，最為無力的是它不能夠進行可靠性概率設計，由此造成產品固有的可靠性水平會出現先天不足之類的情況。

通過對目前我國的數控機床在自身可靠性的技術方面整體情況進行綜合分析，主要存在以下問題：①單從數控機床來說，專業學者的缺乏導致相關研究的結構嚴重不足，筑基不穩。②數據以及信息等各種資料信息環節薄弱。在進行數控機床可靠性分析的過程中，維修、荷載以及故障等多元化的數據沒有一個不是極其重要的數據資料。但是我國從事數控機床研究的這幾年內，收集和整理的數據資料的還遠遠不夠，特別是與荷載數據有關的資料，現在可是十分的稀缺。荷載數據對于數控機床的整機編制起到了非常重要的作用，如果缺乏相關數據資料的指導，它的可靠性設計會在概率相關計算方面，需求得不到滿足，從而直接造成數控機床表現出先天不足。③故障機理的深入探究沒有達到預期的效果。不管是物理層面，還是關于化學層面，故障機理都會直接影響到數控機床發生的本質。但是，在此階段國內對機床故障原因的探究以及分析還停滯在假設的層面上，并沒有進行過于深入的驗證，這嚴重影響了數控機床在其可靠性建模，可靠性設計和可靠性試驗等其它幾個方面的發展。

3 發展方向探究

在此階段上，我國的數控機床在自身的可靠性的技術上，不管是在其可靠性建模等方面，還是可靠性的設計方面，又或是在可靠性試驗和整體產品升級的技術要求，都大幅度的向前發展。同時，為了使我國數控機床可靠的性能得到大幅度的提升，相關的研究人員應該探究其可靠性技術全生命周期作為重中之重。基本載體使研究人員不斷加大探究的力度，在研究它的可靠性建筑模型和設計以及試驗，故障分析基礎上，最大限度的排除在安裝調試以及機械故障進程中各個方面所存在的問題。于此同時，要積極拓展相應的可靠技術，以便用來保障保持數控機床會在整個的生命周期中時刻保持比較穩定的可靠性能。還要針對數控機床來不斷進行可靠性技術的綜合體系相關建設，使相關功能得以完備和健全，由此看來，這都是不可缺少的。把設計、制定基本的技術規范以及操作注意事項作為基礎，來構建系統的，全面的新型數據庫以及故障案例庫，使我國數控機床的整體發展和技術體系不斷完善。

4 結語

由此看來，我國在數控機床的可靠性研究這一方面，雖然取得一定成績，然而仍然缺少相對完善的理論基礎以及方法。為了能夠達到數控機床正常運行的可靠性，使其使用壽命得以延長，我國要緊抓此方面的研究，而且要充分地分析產品和零部件設計以及選型。文章通過對數控機床可靠性技術的研究，綜合分析我國的數控機床行業的發展情況可知，在當前的標準和技術的基礎上，進行積極可靠性技術拓展以及研發，來構建和數控機床相應可靠性的技術體系，是當前發展壯大我國的數控機床可靠性技術的必由之路。

［1］楊兆軍，陳傳海，陳菲.數控機床可靠性技術的研究進展［J］.機械工程學報，2013，（20）：130-139.

［2］張根保，范秀君.“數控機床可靠性技術”專題（二）可靠性增長體系［J］.制造技術與機床，2014，（8）：6-9.

［3］張根保，喻春.“數控機床可靠性技術”專題（十六）可靠性管理體系［J］.制造技術與機床，2015，（10）：5-11.

Research Progress of Reliability Technology of CNC M achine Tools

LI Xin-feng
（Jiaozuo City Technician College，Jiaozuo，Henan 454150，China）

This paperanalyzes the reliability of CNCmachine toolsand theirexisting problemsas the basis，and then further studies the technology in the future developmentand R&D direction，and provides valuable reference suggestions and related comments forCNCmachine tool innovation and research and development.

reliability technology；CNCmachine tools；research progress

TG659

A

2095-980X（2017）05-0047-01

2017-04-17

李新鋒（1982-），男，河南焦作人，大學本科，教師，主要研究方向：數控加工，機械設計及自動化。