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前言：

某中小規(guī)格的立式加工中心，其t、、、--軸的行程分別為600 mm、400 mm、500 mm。它的主傳動(dòng)采用主軸電動(dòng)機(jī)，同步齒形帶結(jié)構(gòu)，三向?qū)к壘捎酶咚倩瘽L珠絲杠，其傳動(dòng)噪聲低。該型加工中心的可靠性不僅與其自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、裝配等因素有關(guān)，還與其

加工條件、生產(chǎn)環(huán)境和操作工人的技術(shù)水平等因素有關(guān).該加工中心結(jié)構(gòu)和工作條件的復(fù)雜性導(dǎo)致其故障模式多樣性，使其故障的演變過(guò)程有其一定的規(guī)律性，

其可維修性也是衡量該產(chǎn)品質(zhì)量好壞的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)^w :

由該加工中心的子系統(tǒng)或零部件引發(fā)的故障，經(jīng)過(guò)修理后能夠使故障排除，并恢復(fù)到正常工作的狀態(tài)，所以該加工中心是一個(gè)可修復(fù)系統(tǒng)。由于故障發(fā)生的部位不同，產(chǎn)生的原因和程度不同，維修人員及使用的維修設(shè)備不同，加工中心的修復(fù)時(shí)間是一個(gè)隨機(jī)變量，修復(fù)質(zhì)量的高低也影響著加工中心的可靠性水平^M。

在工程應(yīng)用領(lǐng)域，可靠性和維修性結(jié)合起來(lái)被稱(chēng)為可修復(fù)系統(tǒng)的廣義可靠度^[5]。可修復(fù)系統(tǒng)可靠性特征量主要是首次平均無(wú)故障工作時(shí)間和平均無(wú)故障工作時(shí)間、平均修復(fù)時(shí)間、修復(fù)率和系統(tǒng)的有效度M。可維修性是設(shè)備本身的一個(gè)性能，它包含于產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)中。

如何能合理地確定加工中心的最佳維修周期，給加工中心提供良好的維修，可以改善、維持或提高加工中心正常工作狀態(tài)，能夠最大地發(fā)揮加工中心的工作能力，這是筆者所要研究解決的問(wèn)題。

本研究通過(guò)建立加工中心的最值維修周期與有效度之間的數(shù)學(xué)模型，以確定最值維修周期。

1加工中心常見(jiàn)故障分析

該型立式加工中心常見(jiàn)的故障可分為機(jī)械系統(tǒng)故

障和電氣系統(tǒng)故障&^()]。

機(jī)械系統(tǒng)故障主要有主傳動(dòng)系統(tǒng)故障、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)故障、刀具自動(dòng)交換裝置故障、液壓及潤(rùn)滑系統(tǒng)故障、排屑系統(tǒng)故障等等，這類(lèi)故障主要發(fā)生在CNC加工中心主機(jī)的各運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，如主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的主軸、各坐標(biāo)軸方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)換刀裝置中的刀庫(kù)及機(jī)械手、等等。

對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)故障，一般可通過(guò)精心保養(yǎng)和維護(hù)來(lái)降低故障發(fā)生的頻率。當(dāng)故障發(fā)生以后，小故障可通過(guò)精心調(diào)整來(lái)解決。對(duì)于已磨損或已損壞的零部件，須通過(guò)更換零部件的辦法來(lái)排除故障。

電氣系統(tǒng)故障通常分“強(qiáng)電”故障和“弱電”故障。“強(qiáng)電”故障主要指電動(dòng)機(jī)、接觸器、繼電器、熔斷器、行程開(kāi)關(guān)等電器元件及電路方面的故P良“弱電”故障主要指CRT顯示器、CNC裝置、伺服單元、輸入輸出裝置等方面出現(xiàn)的故障。這部分故障又可分為軟件故障和硬件故障，軟件故障主要有加工程序出錯(cuò)、運(yùn)算或動(dòng)作出錯(cuò)等;硬件故障主要有集成電路芯片、接插件以及外部連接組件等故障。

2發(fā)生故障的概率模型

加工中心的可靠度函數(shù)值是隨著使用時(shí)間的增加而逐漸降低的，而發(fā)生故障的概率側(cè)是隨著使用時(shí)間的增加而逐漸增加的。故障率A G)是指使用到某時(shí)間尚未發(fā)生故障的設(shè)備在該時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率,A〇)是一條件概率^[11]。由于按定義計(jì)算A G)是比較困難的，常用平均故障率的觀察值予以替代，平均故障率的觀察值是指CNC加工中心在規(guī)定的考察時(shí)間內(nèi)，故障發(fā)生的次數(shù)與累積工作時(shí)間之比，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：式中_:_A一平均故障率的觀察值;w一在規(guī)定的考察時(shí)間內(nèi)，CNC加工中心發(fā)生故障的次數(shù)；^>一在規(guī)定的考察時(shí)間內(nèi)，CNC加工中心累積的工作時(shí)間。

通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間對(duì)多臺(tái)該型號(hào)加工中心的觀察與統(tǒng)計(jì)，得到平均故障率A與規(guī)定的考察時(shí)間£的曲線如圖1所示。

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結(jié)束語(yǔ)：

本研究通過(guò)對(duì)某型立式加工中心常見(jiàn)故障的類(lèi)型及原因分析，揭示平均故障率與規(guī)定的考察時(shí)間之間的變化規(guī)律。對(duì)于加工中心這類(lèi)可維修產(chǎn)品，其平均故障率隨工作時(shí)間的增加而增加，如果適時(shí)地采取預(yù)

防維修措施，可有效地維持或恢復(fù)其完好工作狀況。基于可靠性理論,根據(jù)預(yù)防性維修即事前維修與事后維修的維修間隔時(shí)間模型，按有效度最大的原則可計(jì)算加工中心的最佳維修周期，這對(duì)提高CNC加工中心的維修水平有一定的實(shí)踐意義。

下一步要深入研究加工中心的定期維護(hù)保養(yǎng)策略，尤其是關(guān)鍵部件的故障危害度，以提高加工中心可靠度維修保養(yǎng)的水平。

伯特利數(shù)控是一家集銷(xiāo)售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門(mén)加工中心、雕銑機(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省東莞市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！

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