浅谈可拓工程方法下的加工中心可靠性

周丽丽+黄永红+周红霞

摘 要：在可靠性的方法之内，以可拓工程方法的优度评价原理，了解加工中心系统内的故障模式影响加工中心可靠性的影响元素，结合故障案例，对可拓工程方法下的加工中心的可靠性进行探讨，并提出改善建议。

关键词：可拓工程；加工中心；可靠性

加工中心是当代制造系统的关键环节，也是基本环节。该环节的可靠性也有着十分重要的决定性大权。所以加工中心的故障问题也是具有重要意义的研究课题。而发生在加工中心的故障种类众多，对加工中心的影响也相应的复杂多变，就像接错地线，刀库失调，夹具受损等故障都对加工中心有着不一样的影响，对加工中心的可靠性也有着大小不一的影响。为了能够以类区分各种故障，所以在各个阶段就应该对各个环节出现的以及可能出现的故障给予谨慎对待和预测，并对相应的环节给予相应的改善措施，以达到巩固加工中心可靠性的目的。

一、关联函数以及衡量条件

（一）衡量条件。V1代表加工中心系统的子系统以及部件的故障发生频率；V2给予区分故障伤害程度，大致分为致残故障，严重故障损伤，一般故障伤害和轻微故障；V3则代表与之对应的维修难度，大致分为维修难度大情况较为复杂的困难，比较困难，一般的程度以及较为容易的维修难度。V4表示相应的修葺时长，分为长时间，相对较长的时间，一般时间长短以及短时间维修。结合以上表述内容，衡量条件则表达为V =（V1，V2，V3，V4）。这也可以直观的考量为加工中心出现故障的严重程度。

（二）权系数。结合理论知识和实际情况，将作为衡量条件V1，V2，V3，V4一矩阵表达。

（三）关联函数。为了可以把故障发生频率和维修困难程度以及维修时间长度这种非量化的程度现度量，转化为量化表现，所以根据可拓集合论，并结合V1，V2，V3，V4建立如下与V1，V2，V3，V4对应的关联函数：V1的关联函数为K1（x）=x，x为故障频率；V2的关联函数为K2（x）=x，x=（1，0.75，0.5，0.25），x为故障发生频率1=非常严重故障，0.75=严重故障，0.5=一般故障，0.25=较轻的故障； V3的关联函数为K3（x）=x，x=（1，0.75，0.5，0.25），x为维修难度，1=维修困难，0.75=维修比较困难，0.5=维修难度一般，0.25=容易维修；V4的关联函数为K4（x）=x，x=（1，0.75，0.5，0.25），x为维修需要花费的时间长度，1=维修时间很长，0.75=维修时间相对较长，0.5=维修时间长度一般；0.25维修时间相对较短。

二、加工中心子系统对可靠性的影响

下面将对60台某一型号加工中心出现的百余条故障进行数据整理，并结在60台加工中心中出现了刀库失调，夹具受损等故障，存在包括主轴系统等7个子系统。合上述关联函数，权系数，以及衡量条件计算出K的取值，即为优良程度，涉及到合格率。

三、加工中心可靠性分析与改善

结合实际情况和综合考虑，权衡条件故障发生频率，故障严重程度，故障维修难度以及故障维修时间长度这几个权衡条件，相比之下，由于元件受损带来的故障相对于其他队加工中心系统的可靠性影响相对更大。元件受损也是加工中心工作不稳定的主要表现形式，在其他数控或者机械控制方面均有典型体现。数控系统和主轴系统对加工中心的可靠性有着直接性影响，因为数控系统的元件受损，主轴系统出现调整性故障都相对较高，值得优先进行改善以巩固加工中心的整体可靠性，也存在部分可以直接导致加工中心系统崩坏的影响元素例如，接错地线这种影响元素都是应该优先考虑改善的。

四、讨论

结合以往的可靠性方法，在故障模式和影响因子以及危害方面是巩固加工中心可靠性的可行方案。加工中心是当代制造系统的关键环节，也是基本环节。该环节的可靠性也有着十分重要的决定性大权。所以加工中心的故障问题也是具有重要意义的研究课题。而发生在加工中心的故障种类众多，对加工中心的影响也相应的复杂多变，就像接错地线，刀库失调，夹具受损等故障都对加工中心有着不一样的影响，对加工中心的可靠性也有着大小不一的影响。为了能够以类区分各种故障，所以在各个阶段就应该对各个环节出现的以及可能出现的故障给予谨慎对待和预测，并对相应的环节给予相应的改善措施，以达到巩固加工中心可靠性的目的。在以往的经验中得知以往的可靠性方法也是以一种方法来表达不一样的故障模式对加工中心的影响，例如“危害程度”。但是这种方法的局限就在于必须以各个部件和元件的数据进行“危害程度”计算，在不是这种条件下的情况则无法对危害程度进行量的考量，然而结合加工中心的这种结构相对复杂的大体，检测和度量各个部件或者失效部件的失效量所消耗的时间和工作量都稍显过大，而且完全没办法及时跟上因为技术进步而出现的结构部件更新的步伐，这种方法运用在加工中心上就显得相当笨拙。

参考文献：

[1] 戴怡，周云飞，贾亚洲，韩爱国. 基于可拓工程方法的加工中心可靠性研究[J]. 系统工程理论与实践，2003，11：99-104.

[2] 彭卫文. 高速五坐标横梁移动龙门加工中心可靠性评估技术研究[D].电子科技大学，2012.