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数控机床可靠性的研究进展、趋势及关键技术分析

内容摘要

数控技术和数控机床是一个国家高端制造技术和装备最重要的支撑。数控机床被认为几乎能够对所生产的产品进行精密加工。数控机床最重要的基本指标就是稳定性和可靠性。稳定性和可靠性是妨碍数控机床质量的重要因素。数控机床的可靠性和稳定性是广大用户选购时最重要的通用标准。近十年来，我们国家数控机床在产品生产和常用空间领域发展非常迅速，但与欧美等发达国家相比，一直存在已经比较大甚至巨大的差异，设备相对较差的稳定性和可靠性，不仅让数控机床制造企业失去了市场差异化竞争优势，也使得生产型企业选用的数控机床售后服务质量没有保障，甚至只是个别生产企业应当需要更换机器的性能来保证加工质量，从而人为地缩短了产品的使用寿命。平面磨床制造企业和平面磨床选型生产企业的生存和发展，关键在于进一步提高数控加工中心的稳定性和可靠性。本文内容一方面论述了全球、国内对数控机床稳定性和可靠性的研究现状，一方面论述了稳定性和可靠性模型设计技术比较、可靠性测试技术比较、异常工作等内容。本文研究数控机床的选择和模型、稳定性和可靠性评价指标体系等具体内容，既肯定了当前数控机床稳定性和可靠性研究的内容，也指出了工作中存在的一些问题。

关键词：数控机床；可靠性；FMECA；研究与进展

目录

TOC\o1-3\h\u内容摘要 1

前言 4

1数控机床可靠性的技术进展 5

2数控机床可靠性建模 5

3数控机床故障分析 6

3.1数控机床的FMECA 6

3.1.1FMECA概念 6

3.1.2FMECA的目的 7

3.1.3FMECA在综合保障中的应用 8

3.2数控机床的FTA 9

4数控机床可靠性试验 10

4.1可靠性试验的前期准备 10

4.2可靠性试验内容 10

4.3数控机床的故障分类、判别及计数准则 11

4.3.1故障的分类 11

4.3.2故障判别的一般方法 11

4.4故障数据的记录与整理 13

4.5可靠性考核指标及其评价方法研究 13

5可靠性增长技术 14

5.1可靠性增长技术及其应用方法研究 14

5.2各阶段的具体增长可靠性的方法 14

5.2.1可靠性设计改进措施 14

5.2.2制造阶段的可靠性保证措施 15

5.2.3使用过程中的可靠性保证措施 15

6机床可靠性技术研究存在的问题 16

6.1数据积累薄弱 16

6.2故障机理研究不足 16

6.3重机床整机、轻功能部件 17

参考文献 18

前言

稳定性和可靠性能够定义为产品在特殊需求和条件下，在特殊时间，具备单调递减方式完成功能的强大潜力。能够借助比较可靠性、故障率和平均工作效率来比较稳定性和可靠性，综合评价的正常间隔时间等基本指标。稳定性和可靠性是恢复系统和所需设备的灵魂力量。它是评价回收系统和所需设备质量的关键指标之一。它从中可以看出产品的耐用性和可靠性。目前，全球数控机床（CNC加工中心）的研发和生产均以高水平、高精度、高移动速度、多功能组合和多轴联动复合为目标。与预想不同的是，随着时间的推移，复合功能非常强大、劳动强度大的革命性技术的引入，潜在的故障隐患也在无形中提高，这也就说明了设计的先进质量和性能是无法做到，而且无法维持，然后优势就失去了意义。目前，公开市场的竞争日趋激烈，产品的稳定性程度和可靠性程度对广大计算机用户越来越重要，数控机床（CNC加工中心）的世界级水平化和日益明显的复杂化已然成为更加突出。

1数控机床可靠性的技术进展

机床可靠性研究最早源于前苏联。20世纪50年代，前苏联金属切削机床科学试验研究院一些著名机床研究学者转向机床可靠性研究，在参数故障模型、工艺可靠性及蒙特卡洛法参数可靠性预测等方面建立了可靠性技术的基本理论，并由其中的代表A.C.普罗尼科夫教授根据机床产品在结构、功能、外载荷等方面的特殊性，于70年代建立了机床可靠性基本理论体系[1]。

我们国家数控机床起步较晚，与它们相比，对数控机床稳定性和可靠性的研究更晚。20世纪60年代，我们国家开始研究印制电路板的稳定性和可靠性；20世纪70年代初，比较加速寿命试验技术进入中国，统计、稳定性和可靠性领域的研究引发了研究热潮，也是中国能够成功应用的模式。20世纪80年代后期，我们国家开始研究数控机床的稳定性和可靠性。1990年代初，数控机床（CNC加工中心)的稳定性和可靠性基础科学研究被列入国家科技发展研究比较重点审查内容项目。“八五”后，北京