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數控係統（tǒng）的可靠性研究（jiū）

2017-11-29 來源：吉林農（nóng）業科技學（xué）院機械工程學院作者：常影

摘要：針對某機床數控係統的故障數據，從故障部位、故（gù）障模式（shì）及（jí）故障原因進行分析，分析該係列數控係統及其相關功能部件的薄（báo）弱（ruò）環節，最後分析（xī）了影響該數控係（xì）統可靠性的主要因素並提出提高數控係統可靠性的主要措施。

關鍵詞：數控係統；可靠性；提高數（shù）控係統可靠性

作為數控機床的重要中樞來說，數控係統的質量數控（kòng）機床整體的運行影響很大。數控係統可（kě）靠性是用戶購買時主（zhǔ）要考慮的問題，可靠性的程度對數控產業至關重要。可靠性分析的目的不僅（jǐn）是評價係統及其組成單元的可靠性水平，更（gèng）重要的是（shì）通過（guò）分析提高其（qí）可靠性。

因此，必須對數控係統及其組成單元從故障部位、故障模式及故（gù）障（zhàng）原因進行詳細的（de）分析，其所形（xíng）成的故障分析技術構成了可靠性分析的一項重要內容。掌握數（shù）控係統的（de）可靠性薄弱環節，對其關鍵部件或（huò）子係（xì）統進行深入分析具有重（chóng）要意義。

因此，文章對數控係（xì）統可靠性進行研究並總結出幾點提高可靠性的（de）措施。

1 、數控係統的故障（zhàng）分析

故障模式、影響和致命性分析（Failure Mode、Effect andCriticality Analysis，FMECA）是可靠性研究的重要內容，也是產品可靠性改進設計的（de）重要方法和措施。

文章將（jiāng）引用數控係統故障模式、影響及危害度分析（FMECA）中的（de）結論。

（1）數控係統故障部位分析。首先對數控係統的故（gù）障部位進行了統計分析，各故（gù）障部位發生故障的比例如表 1 所示。

表 1 故障部位（wèi）發生故障的比例

從表格統計來看，該型號數控係統硬件故障為 89.08%，軟件故障比例為 10.92%，說明提高該數控係統可靠性可以首先（xiān）提高硬件。從表中可見，進給驅動單元發生故障概率為40.34%，電源（14.29%）、主板（12.61%）、電氣係（xì）統（8.4%），這幾點是主要故障發生原（yuán）因，可以（yǐ）通過降低（dī）這幾個概率提高可靠性。

（2）數控係統故障模式及原因分類分析。

對該數（shù）控係（xì）統的故障模式進行統計，發生故障的主（zhǔ）要模式為元器件損壞，高達55.46%，這主要包（bāo）括一些集成（chéng）電路板、以及電氣、電子器（qì）件的損壞。對故障原因進（jìn）行（háng）分類如表 2 所示。

表（biǎo） 2 故障原因分類表

從表 2 可以看（kàn）出，設（shè）計（jì）和外（wài）購、外協件發生故障的比例為58.82%。

其他原因導致的故障（zhàng）相對較為分散，但表中由（yóu）於用戶和環境的（de）原因而發生故障的（de）比例為 17.65%，這就要求生產廠商通過（guò）提高售後服務提高可靠性。

2 、數（shù）控（kòng）係統可靠性分析

（1）數控係統的研究現狀。

國（guó）內外對數控係統可靠性的研究多從故障數據采（cǎi）集入手，在故障（zhàng）數據分析的基礎上提出可靠性改進策略。雖然有了很好地效果，但仍可以進一步改進。文章主要（yào）從數控係統的軟硬件角度對數控係統（tǒng）的可靠性進行分析。

（2）數控係統軟硬件可（kě）靠性分析。

可靠性分析建立在對研究對象功能、結構剖析的基礎上。

係（xì）統可靠性（xìng）水平在較大程度上取決（jué）於其功能和結構特點，對任何研究對象進（jìn）行可靠性研究，深入了解其可靠性結構（gòu）、分析（xī）其可靠性水（shuǐ）平（píng）現狀，為可靠性設（shè）計、增長技術（shù）決（jué）策等做（zuò）鋪墊，是可靠性研究不可或缺的內容。

產品設計在很（hěn）大程度上決（jué）定（dìng）其（qí）可靠性水平，將可靠性納入到係統產品開發階段考慮，是達（dá）到最終可靠性指標的必要措施。

（3）數控係統可靠性增長研究。

係統產品在原始設計階段（duàn）的（de）技術成熟程度（dù）有限（xiàn），存在設計、材料、工藝等多方麵（miàn）缺陷，不能滿足預期的可靠性指（zhǐ）標。可靠性增（zēng）長，是為了消（xiāo）除這種滋生故障的（de）潛在危險而實施的、以提高係（xì）統可靠（kào）性水平（píng）為目的的一係列改進措施。

在考慮軟硬件可靠性增長差異的基礎上，有必要兼顧軟硬件不同增長特點，建（jiàn）立適應係統增長（zhǎng）特性的軟硬（yìng）件綜合可靠性（xìng）增（zēng）長模型。可以快速地掌握影響可靠性信息以便及時反饋給製造商（shāng）。

3 、提高數控係統（tǒng）可靠性的措施

較早的措施是在數控係統未正式工作之前，生產（chǎn）廠商通過可靠性實驗來盡可能（néng）避免故障的發生。

3.1 數控係統硬件的改進措施

（1）從表 2 中不難看出，因為（wéi）設計（jì）原因而發生的故障概率（lǜ）為 34.45%，所以主要改進數控（kòng）係統的設計。

（2）從表中還能看到，數控係統發生故障的另一個（gè）主（zhǔ）要原因（yīn）是零件（jiàn）損壞，所（suǒ）以要保證零件的質量可以降低故（gù）障率。

（3）還有一個（gè）主要的原因是，由於使用者和維護者缺乏相關（guān）的培訓而發生故障。

（4）數控係統故障還涉及到（dào）兩個因素，製造和裝配過程操作不當也（yě）會（huì）導致故障發（fā）生，所以應該保證（zhèng）在每一個（gè）環節都是正常運轉的。

3.2 數控係統軟件的（de）改進措施

為（wéi）了方便維護，應該建立軟件可靠性保證體係，對開發的（de）數控軟件要進行可靠性（xìng）論證，要考慮軟件的容錯、避錯措施，製定軟件的可靠性考核辦法（fǎ），以便有效提高軟件的可（kě）靠性。

4 、結語

文章通過對數控係（xì）統的故障進行分析，分（fèn）析出（chū）數控係統的可靠性因素，找到降低故障（zhàng）發生率的措施並實施，從而（ér）提高（gāo）了產品的可靠性並且降低了生產成本，增強企業（yè）的競爭力

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