專利名稱：三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
數(shù)控機(jī)床隨著復(fù)合功能的增多和密集型技術(shù)的引入，故障隱患增多，可靠性是困擾國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主要問(wèn)題之一。功能部件的可靠性對(duì)數(shù)控機(jī)床整機(jī)的可靠性有重要影響，其中數(shù)控車床的轉(zhuǎn)塔刀架、加工中心的刀庫(kù)及機(jī)械手、高速數(shù)控機(jī)床的高速主軸單元的故障更為明顯，是國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可靠性的薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)前三類功能部件的設(shè)計(jì)方法僅考慮實(shí)現(xiàn)部件的功能，沒(méi)有開(kāi)發(fā)可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，這三類功能部件在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程雖然都能實(shí)現(xiàn)其功能，但它們的功能維持時(shí)間短，功能失效幾率太大，故障時(shí)有發(fā)生，引發(fā)數(shù)控機(jī)床整機(jī)停機(jī),造成生產(chǎn)停工損失,增加維修費(fèi)用。由于數(shù)控機(jī)床三類功能部件的故障主要是功能性故障，其可靠性設(shè)計(jì)有其特殊性。功能部件可靠性是在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中暴露出來(lái)的質(zhì)量屬性，特別是國(guó)產(chǎn)功能部件早期失效帶到用戶，缺乏考慮產(chǎn)品使用的全壽命周期。功能部件失效涉及部件生產(chǎn)廠、機(jī)床主機(jī)廠以及機(jī)床用戶，傳統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)方法沒(méi)有考慮三類功能部件的失效信息源，也沒(méi)有協(xié)同采集和挖掘失效信息，更沒(méi)有進(jìn)行FMECA和模糊性綜合分析，不能有針對(duì)性地采取可靠性設(shè)計(jì)糾正措施。設(shè)計(jì)的部件功能不能維持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中采集的各零部件失效信息、故障數(shù)據(jù)，結(jié)合FMECA和模糊性綜合分析對(duì)三類功能部件進(jìn)行可靠性模糊評(píng)判的三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法包括下述步驟步驟一將數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中采集的各零部件失效信息、故障數(shù)據(jù)、各零部件在規(guī)定時(shí)間內(nèi)累積工作時(shí)間和各零部件以每種故障模式發(fā)生故障造成該零部件損傷的概率存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)；所述失效信息包括每個(gè)零部件的部件代碼、故障模式代碼；所述故障數(shù)據(jù)包括每個(gè)零部件以各故障模式出現(xiàn)的次數(shù)；步驟二利用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的每個(gè)零部件以各故障模式出現(xiàn)的次數(shù)計(jì)算各零部件i以故障模式j(luò)而引起該零部件發(fā)生故障的故障模式概率a ;a Jj=IijZni ( I)式中％為零部件i第j種故障模式出現(xiàn)的次數(shù)叫為零部件i全部故障模式發(fā)生的總次數(shù)；利用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的各零部件i在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的故障總次數(shù)及各零部件i在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的累積工作時(shí)間計(jì)算零部件i的平均故障率I,;
權(quán)利要求
1.一種三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法，其特征在于包括下述步驟 步驟一 將數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中采集的各零部件失效信息、故障數(shù)據(jù)、各零部件在規(guī)定時(shí)間內(nèi)累積工作時(shí)間和各零部件以每種故障模式發(fā)生故障造成該零部件損傷的概率存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)；所述失效信息包括每個(gè)零部件的部件代碼、故障模式代碼；所述故障數(shù)據(jù)包括每個(gè)零部件以各故障模式出現(xiàn)的次數(shù)； 步驟二 利用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的每個(gè)零部件以各故障模式出現(xiàn)的次數(shù)計(jì)算各零部件i以故障模式j(luò)而引起該零部件發(fā)生故障的故障模式概率a Jj ； a ^=TijZn1 (I) 式中η」為零部件i第j種故障模式出現(xiàn)的次數(shù)叫為零部件i全部故障模式發(fā)生的總次數(shù)； 利用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的各零部件i在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的故障總次數(shù)及各零部件i在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的累積工作時(shí)間計(jì)算零部件i的平均故障率I;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述零部件為數(shù)控機(jī)床的單體零部件、多個(gè)單體零部件構(gòu)成的子系統(tǒng)或多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的分系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法，其特征在于步驟一中包括數(shù)控機(jī)床各分系統(tǒng)的系統(tǒng)代碼和故障模式代碼的存儲(chǔ)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法，其特征在于步驟一中還包括構(gòu)成數(shù)控機(jī)床各分系統(tǒng)的子系統(tǒng)的系統(tǒng)代碼和故障模式代碼的存儲(chǔ)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法，其特征在于步驟一中還包括構(gòu)成各子系統(tǒng)的零部件的部件代碼和故障模式代碼的存儲(chǔ)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法，其特征在于步驟四中還根據(jù)各失效零部件各故障模式出現(xiàn)的次數(shù)計(jì)算零部件i第j種故障模式出現(xiàn)的頻率并對(duì)其進(jìn)行排序。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法，其特征在于步驟一中還包括各失效零部件故障原因代碼及失效零部件各故障原因出現(xiàn)的次數(shù)的存儲(chǔ)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法，其特征在于步驟四中還根據(jù)失效零部件因各故障原因而失效的次數(shù)計(jì)算零部件i因各故障原因而失效的頻率并對(duì)其進(jìn)行排序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三類功能部件的可靠性綜合設(shè)計(jì)方法，該方法包括下述步驟將各零部件失效信息、故障數(shù)據(jù)等信息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)；利用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的信息計(jì)算各零部件故障模式概率及平均故障率，并將零部件損傷概率值轉(zhuǎn)換為區(qū)間值；以語(yǔ)言變量x作為橫坐標(biāo)，隸屬度函數(shù)u作為縱坐標(biāo)繪制梯形分布圖；在梯形分布圖上繪制三角模糊數(shù)圖，得到零部件故障模糊評(píng)判矩陣；計(jì)算各零部件危害度模糊評(píng)判結(jié)果；對(duì)各零部件危害度模糊評(píng)判結(jié)果排序并輸出排序結(jié)果。本發(fā)明運(yùn)用FMECA與模糊性的綜合分析方法得到各零部件的危害度評(píng)判結(jié)果并進(jìn)行排序，找出數(shù)控機(jī)床薄弱環(huán)節(jié)，為工程設(shè)計(jì)人員有針對(duì)性地采取糾正措施以提高數(shù)控機(jī)床質(zhì)量提供了可靠的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103020378SQ20121057523
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者賈亞洲, 申桂香, 賈志成, 張英芝, 王志瓊, 陳炳錕 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)