[发明专利]三类功能部件的可靠性综合设计方法

说明书

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，涉及一种三类功能部件的可靠性综合设计方法。

背景技术

数控机床随着复合功能的增多和密集型技术的引入，故障隐患增多，可靠性是困扰国产数控机床市场竞争的主要问题之一。功能部件的可靠性对数控机床整机的可靠性有重要影响，其中数控车床的转塔刀架、加工中心的刀库及机械手、高速数控机床的高速主轴单元的故障更为明显，是国产数控机床可靠性的薄弱环节。当前三类功能部件的设计方法仅考虑实现部件的功能，没有开发可靠性设计技术，这三类功能部件在现场运行过程虽然都能实现其功能，但它们的功能维持时间短，功能失效几率太大，故障时有发生，引发数控机床整机停机，造成生产停工损失，增加维修费用。由于数控机床三类功能部件的故障主要是功能性故障，其可靠性设计有其特殊性。功能部件可靠性是在现场运行过程中暴露出来的质量属性，特别是国产功能部件早期失效带到用户，缺乏考虑产品使用的全寿命周期。功能部件失效涉及部件生产厂、机床主机厂以及机床用户，传统的功能设计方法没有考虑三类功能部件的失效信息源，也没有协同采集和挖掘失效信息，更没有进行FMECA和模糊性综合分析，不能有针对性地采取可靠性设计纠正措施。设计的部件功能不能维持。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用数控机床运行过程中采集的各零部件失效信息、故障数据，结合FMECA和模糊性综合分析对三类功能部件进行可靠性模糊评判的三类功能部件的可靠性综合设计方法。

为了解决上述技术问题，本发明的三类功能部件的可靠性综合设计方法包括下述步骤：

步骤一：

将数控机床运行过程中采集的各零部件失效信息、故障数据、各零部件在规定时间内累积工作时间和各零部件以每种故障模式发生故障造成该零部件损伤的概率存储于数据库；所述失效信息包括每个零部件的部件代码、故障模式代码；所述故障数据包括每个零部件以各故障模式出现的次数；

步骤二：

利用数据库存储的每个零部件以各故障模式出现的次数计算各零部件i以故障模式j而引起该零部件发生故障的故障模式概率α_ij；

α_ij=n_j/n_i（1）

式中：n_j为零部件i第j种故障模式出现的次数；n_i为零部件i全部故障模式发生的总次数；

利用数据库存储的各零部件i在规定时间内的故障总次数及各零部件i在规定时间内的累积工作时间计算零部件i的平均故障率

λ‾i=NiΣt---(2)]]>

N_i——零部件i在规定时间内的故障总次数；N_i=n_i

∑t——零部件i在规定时间内的累积工作时间；

依据表1将零部件i以故障模式j发生故障造成该零部件损伤的概率β_ij转换为区间值β_ij-min~β_ij-max形成故障模式评语集；

表1