数控机床可靠性技术的研究进展

数控机床可靠性技术的研究进展

摘要：数控机床是装备制造业中不可缺少的重要设备，目前它广泛应用于我国生产制造业，在一定程度上促进了我国工业化的发展。因此，数控机床可靠性技术的研究是需要我们研究的重要课题。

关键词：数控机床；可靠性技术；问题；发展方向

我国数控机床可靠性技术的发展离不开企业的支持，因此，有必要建立完善的管理体系来管理可靠性技术的实施和应用，重视企业在发展过程中的发展动力，从而促进数控机床企业的快速发展。基于此，本文对数控机床可靠性技术的研究进展进行了详细的探讨。

一、数控机床可靠性概念及指标

1、数控机床可靠性。数控机床可靠性是在产品制造中，数控机床的系统及其产品是否可在规定时间内完成一系列的指令能力。

2、数控机床可靠性指标。①平均无故障时间。即数控机床的产品在第一次发生故障后开始到第二次发生故障为止所经历时间的平均值，这是对数控机床可靠性评估的一大重要因素，若其数值越小说明可靠性越小。②平均故障修复时间。当系统出现故障时所需维修时间的平均值，这一数据也直接影响着数控机床的可靠性，但与平均无故障时间不同，该值越小说明其可靠性越高。

二、数控机床可靠性技术的存在意义

可靠性技术是影响数控机床长远发展的关键技术，强化对数控机床的可靠性研究具有一定的必要性。由于我国自主研发的数控机床自动化水平偏低、精度较差、功能部件滞后，造成数控机床的可靠性降低，功能性故障的发生机率提升，因此，数控机床的可靠性技术具有重要的存在意义。近年来，我国的机床产业虽取得了显著的进步，但仍然存在机床生产技术相对落后，无法准确判断数控机床故障、全面排除和售后服务不到位等问题，导致我国数控机床水平与西方先进的数控水平还存在一定差距。在激烈市场竞争环境下，国外的数控机床产品不断涌现，抢占了我国数控机床产品的市场份额，为有效解决此类问题，需正确认识数控机床可靠性技术的存在意义，加强对可靠性技术的研究和分析，提高我国数控机床可靠性技术的应用价值。数控机床可靠性技术的全面应用提高了机床的使用效率，强化了人们使用国产数控机床的信心，对我国装备制造业的稳定发展起到了良好的促进作用。提升数控机床的可靠性，改革传统机床行业的生产现状，将我国生产数控机床推向国际舞台，实现民族制造业的强大振兴。

三、数控机床可靠性技术

1、建模。数控机床可靠性评价和设计前提即是可靠性建模。从20世纪60年代开始，美国相继颁布了一系列规定可靠性设计、建模和试验方法的标准，之后通过相关实验，通过建立数控机床的可靠性模型最终估算出数控机床平均故障间隔工作时间。数控模型主要有贝塔分布、对数正态分布、威布尔分布和极值分布等，通过这些模型模拟出的函数和经验分布方差进行比较，选出最优模型。当然，在我国数控机床技术发展中，我国也出台了如MIL-STD781、MIL-HDBK-217这些可靠性标准，主要利用了函数模型中的正态分析函数与威布尔分布函数来进行数据的处理，从而得到可获得相关数据信息的可靠性建模。然而，在数控机床实际工作中，极易出现由于延长数控机床的工作时间，而降低其可靠性从而增加数控机床故障率的现象。虽然可通过可靠性建模来对数控机床的可靠性进行预测与描述，但往往与实际运行结果存在很大差距。

2、设计。随着我国数控机床在可靠性性能方面的不断发展和进步，故障分析已成为数控机床可靠性技术工程中不可缺少的重要部分。其中故障的发生机率与数控机床的整体设计息息相关。因此，对数控机床进行具体的可靠性设计时，必须按相关设计准则严格进行设计制作。在避免或减少各种设计缺陷反复出现的基础上，必须根据既定要求和标准将对应的可靠性指标准确分配到与之对应的子系统中，然后进行科学矩阵分析，最后得到子系统中真实有效的最佳可靠性分配值。需注意的是，该过程中进行的矩阵分析，必须利用二元模糊分配比进行。另外，对数控机床进行可靠性整体模型构建时，其模型需综合考虑各方面因素，包括故障危害性、故障复杂性及整体技术水平等。

3、试验。作为影响整个数控机床产品可靠性的重要因素，可靠性试验至关重要，其结果是人们获知整个产品故障情况、模型构建情况、故障分析和处理情况及可靠性整体设计情况的重要资料，有着重要的参考价值。在具体可靠性试验中，其现场试验的中心往往是常规性的应力试验。这一系列试验不仅直接关乎样本试验及其相关故障分析的成功与否，还能完全反映出整个数控机床最真实有效的可靠性性能。

四、数控机床可靠性技术现存问题

1、数控机床可靠性研究的学者和机构较少。由于数控机床是近年兴起的系统，尤其在我国，很少有科研机构或专业团队去对数控机床做深入研究。在学科研究上，专业人员太少，而国外也严格封闭数控机床技术，造成我国在研究数控机床可靠性方向上存在研究时间长，研究成果不理想的问题。同时，应用数控机床的企业也不愿花费太多的资金去成立研究数控机床可靠性研究的机构，大多依靠进口或直接聘用国外研究人员去维护日常运行。这就需相关部门大力投入，政府的积极引导，在税收和资源分配上对这些企业给予优惠，促进数控机床可靠性研究技术的发展。

2、数控机床可靠性数据累积相对薄弱。制造业数控机床可靠性的提高需一定的数据作为实践基础，由于我国数控机床发展较晚，导致我国数控机床可靠性数据累积相对薄弱，从而不能为广大数控机床用户可靠性技术的研究提供任何帮助，这也是我国数控机床可靠性技术发展相对滞后的主要原因。

3、数控机床故障机理研究不足。故障机理研究是指针对故障现象通过理论与试验分析得到反映产品故障本质的物理或化学原因。现有研究偏重于在故障独立的假设下，利用机床的故障数据进行可靠性建模与评估，以及故障模式影响及危害性分析，根据评估分析结果采取更换零部件和改变结构等设计改进措施。但由于故障机理研究不足，对产生故障的物理本质、故障间的相关性和共因故障等问题认识不清，往往造成过度改进而增加成本，甚至出现改进无效的情况。

五、数控机床可靠性技术未来发展方向

当前，我国的数控机床在自身可靠性技术上，不管是在其可靠性建模等方面，还是可靠性的设计方面，又或在可靠性试验和整体产品升级的技术要求，都大幅度的向前发展。同时，为使我国数控机床可靠性能得到大幅提升，相关研究人员应探究其可靠性技术全生命周期作为重中之重。基本载体使研究人员不断加大探究力度，在研究其可靠性建筑模型和设计及试验、故障分析基础上，最大限度排除在安装调试及机械故障进程中各方面所存在的问题。并且要积极拓展相应的可靠技术，以便用来保障数控机床在整个生命周期中时刻保持比较稳定的可靠性能。还要针对数控机床来不断进行可靠性技术的综合体系相关建设，使相关功能得以完备和健全，由此看来，这都是不可缺少的。

结束语：

总之，数控机床的数控制造技术可将机械零件加工的非常精密,这为它在重工行业开辟了一片广阔的空间。数控机床在制造业如此的广泛应用不完全由于它的精密,还在于它的可靠性技术,机床本身相当的精密可靠,这在生产行业设备维护方面减少了很多成本需要,也是受广大用户青睐的原因之一。当前数控机床的发展迅速,技术上已取得了较大的成就。

参考文献：

[1]张辉.数控机床可靠性技术的研究进展[J].设备管理与维修，2018(08).

[2]杨兆军.数控机床可靠性技术的研究进展[J].机械工程学报，2016(20).

[3]李新锋.数控机床可靠性技术的研究进展[J].时代农机,2017(05).