摘要：數(shù)控機(jī)床作為順應(yīng)時(shí)展潮流的高科技含量機(jī)器，勢必會(huì)在機(jī)械制造行業(yè)內(nèi)得到廣泛推廣與應(yīng)用。但在實(shí)際操作過程中，數(shù)控機(jī)床的運(yùn)作還是會(huì)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(jì)財(cái)產(chǎn)的不必要損失。本文著眼于這一實(shí)際情況，針對國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行故障率明顯高于外國產(chǎn)同類機(jī)床的現(xiàn)狀，對這兩大類數(shù)控機(jī)床展開了現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)與跟蹤分析并對比。通過實(shí)驗(yàn)研究，工作人員要總結(jié)出兩類數(shù)控機(jī)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?yàn)樽灾餮邪l(fā)的國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床不斷發(fā)展提供積極有效的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 故障模式 對比 分析

故障模式分析是隸屬于機(jī)械行業(yè)可靠性研究中的一項(xiàng)重要組成部分，它同時(shí)也為目標(biāo)物體設(shè)計(jì)與改進(jìn)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(jì)分析。這兩種分析方法的運(yùn)作原理都是根據(jù)整機(jī)分析，對子系統(tǒng)具體化研究。

一、國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的故障模式分析

當(dāng)前在數(shù)控機(jī)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(huì)導(dǎo)致

國產(chǎn)數(shù)控機(jī)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(shí)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(gè)方面。

(一)現(xiàn)場試驗(yàn)與跟蹤。由于現(xiàn)有的國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床大多體形較大、制造成本較昂貴并且運(yùn)作條件中的不確定因素多，因此許多故障缺陷只有在實(shí)際投入使用后才會(huì)顯現(xiàn)出來。數(shù)控機(jī)床的可靠性強(qiáng)調(diào)的是實(shí)際運(yùn)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(shí)的反映數(shù)控機(jī)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(yàn)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(jī)床的每一輪班班次填寫記錄表，登記對應(yīng)機(jī)床的運(yùn)行時(shí)間、整體情況，涉及到發(fā)生故障的機(jī)床要詳細(xì)說明故障時(shí)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(shí)驗(yàn)過程中需要將目標(biāo)數(shù)控機(jī)床依照一定的規(guī)律劃分為各類子系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)出其中發(fā)生故障現(xiàn)象的子系統(tǒng)與每個(gè)子系統(tǒng)的故障頻率。將得到的所有數(shù)據(jù)制成表格進(jìn)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(huì)造成的后果與其出現(xiàn)的概率。對數(shù)控機(jī)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(jià)值的那一部分故障要深層次的分析。

依據(jù)數(shù)控機(jī)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(dòng)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(shí)驗(yàn)過程中需要判定具體故障分屬的類目并對其進(jìn)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(dòng)、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(jī)床在設(shè)計(jì)、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(jī)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(shí)的記錄每種故障的出現(xiàn)次數(shù)與頻率，還能夠進(jìn)一步反映出這些故障模式對國產(chǎn)數(shù)控機(jī)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(xiàng)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床故障模式危害等級與元部件故障率的綜合指標(biāo)。

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(gè)數(shù)控機(jī)床故障危害程度研究工作帶來便捷。

二、國外數(shù)控機(jī)床的故障模式分析

近些年以來，隨著發(fā)達(dá)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(jī)床也在不斷更新之中。因此也就更容易顯現(xiàn)出機(jī)器本身存在的缺陷與故障。其中德國研制的數(shù)控機(jī)床則一直處于世界先進(jìn)水平。

這兩種數(shù)控機(jī)床常常在實(shí)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(jī)床的故障模式分析一樣，國外的數(shù)控機(jī)床也需要通過現(xiàn)場試驗(yàn)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(jìn)行考量。

三、兩大類數(shù)控機(jī)床的故障模式對比分析

隨著科技不斷的進(jìn)步，工作人員對數(shù)控機(jī)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(jī)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(jī)床與外國產(chǎn)數(shù)控機(jī)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(jī)床與國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)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(jī)床發(fā)展不均衡的故障原因，并加以借鑒改正，以促進(jìn)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的健康發(fā)展。具體而言，兩大類機(jī)床的不同點(diǎn)主要體現(xiàn)在這幾個(gè)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(dòng)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(jī)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(jī)床在交付使用者使用之后，這八大類故障模式都會(huì)逐漸的顯現(xiàn)出來，并且涵蓋了數(shù)控機(jī)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(yàn)與跟蹤，工作人員發(fā)現(xiàn)，在數(shù)控機(jī)床與相同環(huán)境中長時(shí)間使用時(shí)，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)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(jī)床，特別值得注意的是國產(chǎn)數(shù)控機(jī)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(jì)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(jī)床的故障原因均為偶發(fā)因素;而國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)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(jì)理念原因造成的。并且這些因素會(huì)使早期故障帶到用戶中，甚至嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床制造商的聲譽(yù)。

總而言之，本文通過對國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與外國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在故障模式與危害度方面的影響狀況進(jìn)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(jī)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(shí)發(fā)現(xiàn)了國產(chǎn)數(shù)控機(jī)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(jī)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(jī)床及時(shí)研發(fā)相應(yīng)的改進(jìn)措施，促進(jìn)其快速、穩(wěn)定、健康的發(fā)展。

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