数控车床故障分布规律及可靠性分析

楚丹妮

【摘 要】 我国数控加工行业发展至今已经历经了几十个年头，随着社会的不断进步，对于数控加工的要求就越来越高，在这种形势下，相关单位一定要在原基础上增强数控车床设备维修管理。本文就对数控车床故障分布规律及可靠性展开分析，并对其维修工作和故障诊断技术进行探讨，仅供参考。

【关键词】 数控车床 故障分布规律 可靠性

引言：在数控企业当中投入数控车床设备的使用在很大程度上给数控企业带来了生产效率。不同的数控加工设备有它不同的特点，也正是由于这些原因，使得其深受数控企业的欢迎。但是在其维修管理的过程中，一定要做好设备的维修工作、管理工作，才能保证其能够为数控加工企业带来更好的生产效率。数控车床设备差不多贯穿了整个数控加工企业，在数控车床设备使用的时候，必须保证它安全有效的运行。

1. 数控车床故障分布规律分析

数控车床是一种复杂的多技术系统，它包含了光、机、电、液等方面的技术，构成数控车床的机械部件在日常使用过程容易遭到锈蚀的危害，在加工过程中，机械之间的过度摩擦也会导致其功能遭到破坏。除此之外，数控车床的电子元器件等也会因为使用的时间比较长而出现老化的现象，比如数控车床的电子元器件会受到插件接触不良，电流电压波动、温度变化、干扰、噪声等外界环境因素的影响；另外，数控车床的软件丢失或者自身的一些质量因素都会使数控车床的运行发生故障，因此数控车床使用过程中出现的一些故障是很难避免的。

数控车床的故障原因按照其不同的性质可以分为两种，第一种故障是在满足一定条件下肯定会发生的故障，这种类型的故障在数控车床故障中是比较常见的一种故障，比如数控车床控制系统主机中的硬件损坏。并且确定性故障在数控车床故障中属于不可恢复性的故障，一旦有该类故障出现，必须及时对车床进行维修处理，否则车床故障会持续发生。但数控车床确定性故障的发生还是有一定的规律可寻的，对于这种原因导致数控车床故障的维修，只要找出发生故障的根本原因就可进行其故障维修了，并且维修完成后车床可以立即恢复正常使用。第二种故障是车床在工作过程中偶然发生的故障，这种故障被称为随机性故障，导致这种类型故障的原因较为隐蔽且很难发现它的规律，所以随机性故障又称之为“软故障”。车床的随机性故障通常与元器件的安装质量、参数的设定以及软件设计的不完善和工作环境等因素有关，因此对于此类故障的诊断及原因分析比较困难。部分随机性故障具有可恢复性，可通过重新开机等措施使其恢复正常工作，但通过该方式恢复运行后又有可能运行过程中发生同样的故障。要保持数控车床的完好率，就要求对数控车床的可靠性、可维修性和可用性提出更高的标准。为减少数控车床的故障的发生，需要对数控车床的故障分布规律进行统计与分析。

数控车床的可靠性具有“浴盆”曲线所描述的寿命特性，如图一所示，TB以前为数控车床的早期故障期，故障率曲线为递减型，而当早期故障被有效地排除后，车床运转便逐渐正常，故障率趋于稳定，到TB时故障率曲线已开始变平。Tg到Tw间称为故障偶然期，故障率近似为-常数。Tw以后称为故障耗损期，故障率曲线为递增型，车床在Tw以后，故障率迅速上升。数控车床最频繁的故障模式是CNC硬件功能失常，元、器件损坏，零、部件损坏，零、部件松动，电机损坏，CNC内存功能紊乱，CNC系统的故障是影响该系列数控车床可靠性的主要原因，另外元器件损坏与零部件损坏也占据了相当大比例。

2. 数控车床可靠性评价值表分析

（1）平均故障间隔时间分析。数控车床故障间隔时间是指两次故障发生之间间隔的时间，我们用TM.f来表示平均故障间隔时间，用t表示故障间隔时间，用E（t）表示数学期望，平均故障间隔时间（TM.f）的计算公式如下图所示：

（2）平均修复时间和可用度分析，数控车床的维修时间是指数控车床出现故障后实际用于维修的时间，可以从数据库中获取，也可以由观察获得。数控车床平均修复时间的表达公式如下图三所示：

结束语：对于数控车床设备的维修管理方面虽还存在着问题，但是相关的工作人员也在努力地研究出更完善的故障诊断修复方法。目前，中国很多学校也有了机电专业，这些专业的兴起也是为了给社会培育更多的技术人才。在现代社会和将来，可能数控车床设备会遇到很多问题和挑战、机遇，但是只要国家对这方面能够更加用心地经营，也可以培养出更多的数控车床设备维修管理人才，带来更好的產品。

参考文献

[1] 魏敬刚.数控车床故障分布规律及可靠性[J].河北农机，2017（05）：63.

[2] 郑锦标.数控车床故障分布规律及可靠性[J].山东工业技术，2017（08）：35.