摘要：數(shù)控機床作為順應(yīng)時展潮流的高科技含量機器，勢必會在機械制造行業(yè)內(nèi)得到廣泛推廣與應(yīng)用。但在實際操作過程中，數(shù)控機床的運作還是會碰到一些具體的問題，并阻礙后續(xù)工作的開展，造成經(jīng)濟財產(chǎn)的不必要損失。本文著眼于這一實際情況，針對國產(chǎn)數(shù)控機床的運行故障率明顯高于外國產(chǎn)同類機床的現(xiàn)狀，對這兩大類數(shù)控機床展開了現(xiàn)場實驗與跟蹤分析并對比。通過實驗研究，工作人員要總結(jié)出兩類數(shù)控機床不同的故障模式，并且分析出產(chǎn)生這些差異的主要原因，希望能夠為自主研發(fā)的國產(chǎn)數(shù)控機床不斷發(fā)展提供積極有效的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 故障模式 對比 分析

故障模式分析是隸屬于機械行業(yè)可靠性研究中的一項重要組成部分，它同時也為目標物體設(shè)計與改進的提供重要的措施與方法�，F(xiàn)有模式下最常見的故障分析方法有兩種：功能樹結(jié)構(gòu)分析、故障發(fā)生頻率統(tǒng)計分析。這兩種分析方法的運作原理都是根據(jù)整機分析，對子系統(tǒng)具體化研究。

一、國產(chǎn)數(shù)控機床的故障模式分析

當(dāng)前在數(shù)控機床這一行業(yè)方面，其研究存在一些故障與誤區(qū)。這些都會導(dǎo)致

國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展速度明顯低于同類外國產(chǎn)品。因此，工作人員必須及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這些故障并加以處理分析。具體來說主要步驟有以下幾個方面。

(一)現(xiàn)場試驗與跟蹤。由于現(xiàn)有的國產(chǎn)數(shù)控機床大多體形較大、制造成本較昂貴并且運作條件中的不確定因素多，因此許多故障缺陷只有在實際投入使用后才會顯現(xiàn)出來。數(shù)控機床的可靠性強調(diào)的是實際運作中的功能維持性。因此，只有通過現(xiàn)場操作中顯現(xiàn)出的故障才能夠真實的反映數(shù)控機床的缺陷與不足。我國現(xiàn)有技術(shù)支持下多采用現(xiàn)場試驗與跟蹤法對故障信息采集歸納。

這種方式下要求工作人員要針對數(shù)控機床的每一輪班班次填寫記錄表，登記對應(yīng)機床的運行時間、整體情況，涉及到發(fā)生故障的機床要詳細說明故障時間、部位、原因等，為后續(xù)故障分析工作提供有力佐證。

(二)故障部位具體分析。在實驗過程中需要將目標數(shù)控機床依照一定的規(guī)律劃分為各類子系統(tǒng)，統(tǒng)計出其中發(fā)生故障現(xiàn)象的子系統(tǒng)與每個子系統(tǒng)的故障頻率。將得到的所有數(shù)據(jù)制成表格進行整體與系統(tǒng)的分析工作。

(三)故障模式的分布。故障或缺陷是通過故障模式來表現(xiàn)的。這是相對于既定的功能、故障產(chǎn)品的一種狀態(tài)。判定一種故障模式是否值得引起相關(guān)工作人員重視的關(guān)鍵在于這種故障會造成的后果與其出現(xiàn)的概率。對數(shù)控機床的故障模式分析，同樣也是要依據(jù)它的故障表現(xiàn)形式與出現(xiàn)概率。對于有研究價值的那一部分故障要深層次的分析。

依據(jù)數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)、功能與表現(xiàn)形式的不同，故障模式可以分為松動型、失調(diào)型、堵塞(滲漏)型、功能型、狀態(tài)型、損壞型、工藝型與其他型。實驗過程中需要判定具體故障分屬的類目并對其進行具體分析。

(四)故障原因的分析。大多數(shù)的故障原因多是按照物理性質(zhì)來分類的，如元件松動、零配件斷裂等。但這種物理原因并不能直觀的反映數(shù)控機床在設(shè)計、制造、檢修、裝配以及使用過程中潛在的隱患。工作人員經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)只有對這一部分國產(chǎn)數(shù)控機床按照生命周期來分類，才能夠探求到真正潛在的故障隱患。

(五)故障危害度分析。對某一類故障模式所帶來的后果與這種模式發(fā)生頻率的整體性綜合考量稱為危害度。對故障模式的可靠性分析不僅能夠如實的記錄每種故障的出現(xiàn)次數(shù)與頻率，還能夠進一步反映出這些故障模式對國產(chǎn)數(shù)控機床的危害度。因此，現(xiàn)有技術(shù)條件下，工作人員主要將其應(yīng)用于衡定每一項國產(chǎn)數(shù)控機床故障模式危害等級與元部件故障率的綜合指標。

其中我們假設(shè)零部件x由于故障模式y(tǒng)的作用發(fā)生故障，引起這部分零部件發(fā)生的故障危害程度為CRxy，那么這三者間的關(guān)系可以表述為：CRxy=αxyβxyλxy。工作人員可以根據(jù)這一公式從理論上延伸，為整個數(shù)控機床故障危害程度研究工作帶來便捷。

二、國外數(shù)控機床的故障模式分析

近些年以來，隨著發(fā)達國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展更新節(jié)奏不斷加快，國外數(shù)控機床也在不斷更新之中。因此也就更容易顯現(xiàn)出機器本身存在的缺陷與故障。其中德國研制的數(shù)控機床則一直處于世界先進水平。

這兩種數(shù)控機床常常在實際工作中被應(yīng)用在同一生產(chǎn)線上，它們工作的連貫性、硬件條件、操作背景甚至使用人員都保持一致。這樣可以有效的保證對比分析工作的公平、公正性。

與國產(chǎn)數(shù)控機床的故障模式分析一樣，國外的數(shù)控機床也需要通過現(xiàn)場試驗與跟蹤、故障模式的分布、故障部位具體分析、故障原因的分析、故障危害度分析這五大方面來進行考量。

三、兩大類數(shù)控機床的故障模式對比分析

隨著科技不斷的進步，工作人員對數(shù)控機床故障分析方面的工作重視程度也在不斷提高，但始終只關(guān)注在可靠性方面的評估，有關(guān)于故障模式、機理的理論分析工作還不充分，尤其是關(guān)于國產(chǎn)數(shù)控機床與外國產(chǎn)數(shù)控機床的對比研究工作幾乎沒有記錄。因此，工作人員現(xiàn)階段工作的重心就是選擇具有代表性的外國產(chǎn)數(shù)控機床與國產(chǎn)數(shù)控機床同時進行現(xiàn)場試驗與跟蹤，通過一定的方式與方法，找到造成國內(nèi)外數(shù)控機床發(fā)展不均衡的故障原因，并加以借鑒改正，以促進國產(chǎn)數(shù)控機床的健康發(fā)展。具體而言，兩大類機床的不同點主要體現(xiàn)在這幾個方面。

(一)故障模式的不同。我們已經(jīng)知道故障模式大多可以分為松動型、失調(diào)型、堵塞(滲漏)型、功能型、狀態(tài)型、損壞型、工藝型與其他型這八大類。外國產(chǎn)的數(shù)控機床故障模式主要集中在損壞型、功能型、失調(diào)型這三種;而國產(chǎn)的數(shù)控機床在交付使用者使用之后，這八大類故障模式都會逐漸的顯現(xiàn)出來，并且涵蓋了數(shù)控機床的所有子系統(tǒng)。

(二)故障率的不同。經(jīng)過長期的現(xiàn)場試驗與跟蹤，工作人員發(fā)現(xiàn)，在數(shù)控機床與相同環(huán)境中長時間使用時，國產(chǎn)數(shù)控機床發(fā)生故障的次數(shù)與頻率都要明顯高于外國產(chǎn)數(shù)控機床，特別值得注意的是國產(chǎn)數(shù)控機床的故障原因中還包含這相當(dāng)大一部分的人為因素。

(三)造成故障的原因不同。通過對調(diào)查研究數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析，工作人員發(fā)現(xiàn)在眾多的故障缺陷中，國外產(chǎn)數(shù)控機床的故障原因均為偶發(fā)因素;而國產(chǎn)的數(shù)控機床則是由外購零配件質(zhì)量原因、安裝調(diào)配技術(shù)原因、制造設(shè)計理念原因造成的。并且這些因素會使早期故障帶到用戶中，甚至嚴重影響數(shù)控機床制造商的聲譽。

總而言之，本文通過對國產(chǎn)數(shù)控機床與外國產(chǎn)數(shù)控機床在故障模式與危害度方面的影響狀況進行了有力的對比與分析，正確揭示了國內(nèi)外產(chǎn)的兩大類數(shù)控機床在故障量、故障率、故障分布、故障模式影響以及故障帶來的危害度這五大方面的差異，并且及時發(fā)現(xiàn)了國產(chǎn)數(shù)控機床常見的故障部位與表現(xiàn)形式，指出了國內(nèi)外產(chǎn)兩大類機床故障方面極大差異的產(chǎn)生原因，努力為國產(chǎn)數(shù)控機床及時研發(fā)相應(yīng)的改進措施，促進其快速、穩(wěn)定、健康的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 潘殿生.潘志華.賈亞洲.基于生命周期的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床壽命分布模型及控制. [J].鍛壓裝備與制造技術(shù).2008.(01).

[2] 申桂香.張英芝.薛玉霞.陳炳錕.何宇.基于熵權(quán)法的數(shù)控機床可靠性綜合評價. [J].吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版).2009.(05).

[3] 張英芝.申桂香.吳甦.薛玉霞.何宇.隨機截尾數(shù)控機床三參數(shù)威布爾分布模型. [J].吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版).2009.(02).

[4] 國宏偉.高學(xué)東.陳令坤.楊天均.多維時序模糊關(guān)聯(lián)規(guī)則在高爐爐溫預(yù)報中的應(yīng)用. [J].北京科技大學(xué)學(xué)報.2008.(05).

[5] 張日明.賈亞洲.孫大文.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在數(shù)控機床可靠性分析中的應(yīng)用. [J].吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版).2007.(06).

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