本章針對可靠性試驗(yàn)的不同對象的特點(diǎn)，研宄了不同的可靠性建模與評估方 法。對于整機(jī)以及部件子系統(tǒng)，如果故障間隔工作時(shí)間符合威布爾分布則采用兩 參數(shù)威布爾分布模型求解；對于以耗損為特征的零件以及結(jié)構(gòu)件，如果其壽命分 布符合威布爾分布則采用三參數(shù)威布爾分布模型求解。針對上述兩種模型的求解 過程，將VB良好的可視化界面與Matlab強(qiáng)大的計(jì)算能力以及圖形能力結(jié)合起 來，利用兩者的優(yōu)勢來處理相關(guān)數(shù)據(jù)以及圖形。兩者的混合編程不僅使用戶能夠 直觀的觀察相關(guān)圖形以及數(shù)據(jù)的變化，而且能夠?qū)崟r(shí)的更新數(shù)據(jù)，而不用花費(fèi)時(shí) 間重新編制程序。
本論文設(shè)計(jì)并搭建了圓盤式刀庫自動(dòng)換刀系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)臺，闡述了可靠性 試驗(yàn)方法，規(guī)范了數(shù)據(jù)的采集方法與統(tǒng)計(jì)方法。在此基礎(chǔ)上，對不同類型數(shù)據(jù)以 及同一類型下不同來源的數(shù)據(jù)的分析方法進(jìn)行了研究：故障數(shù)據(jù)按照樣本量的大 小分別采用常用建模分析方法與貝葉斯建模分析方法；頻率類數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)采集 方法的不同，采用近似求取和直接計(jì)算的方法。最后針對現(xiàn)場故障數(shù)據(jù)復(fù)雜多變 致使建模復(fù)雜的問題，基于VB與Matlab軟件，開發(fā)了適用于威布爾分布模型 的數(shù)據(jù)處理軟件，給出了可視化軟件的編程方法。
加工中心作為一種比較高級的精工機(jī)床，前身是由精工銑床發(fā)展而來，自 身配備刀庫和自動(dòng)換刀裝置。加工中心的種類[6]按主軸的空間位置不同，可分為 臥式加工中心、立式加工中心、萬能加工中心;按控制軸數(shù)可分為三軸加工中心、 四軸加工中心、五軸加工中心
隨著我們制造業(yè)的發(fā)展，回轉(zhuǎn)工作臺將會(huì)被應(yīng)用的越來越多廣泛。近幾年 要求轉(zhuǎn)配回轉(zhuǎn)工作臺的機(jī)床大幅度增長。預(yù)計(jì)未來幾年，雖然某些行業(yè)可能由 于產(chǎn)能過剩或受到宏觀調(diào)控的影響而出現(xiàn)行業(yè)景氣度外，部分裝備制造業(yè)將有 望保持較高的增長率，特別是那些國家政策鼓勵(lì)振興和發(fā)展的裝備行業(yè)。作為 裝備制造業(yè)的母機(jī)，加工機(jī)床將獲得年均15%~20%左右的穩(wěn)定增長。
本章分別就課題研究的背景及意義，以及目前國內(nèi)外加工中心的研究情況、 加工中心精工回轉(zhuǎn)工作靜動(dòng)態(tài)特性的研究現(xiàn)狀精工回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面 的研究情況作了分別闡述，根據(jù)工作臺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，制定了課題研究的基 本思路。
本章首先分析了精工機(jī)床的能量流系統(tǒng)，主要包括精工機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn) 給傳動(dòng)系統(tǒng)，而精工機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)又可以細(xì)化為電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 兩部分，然后通過對主傳動(dòng)系統(tǒng)所包含的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分別 描述分析和建模，再將這兩個(gè)部分有機(jī)的聯(lián)系起來，得出精工機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的 能量流模型，為后續(xù)章節(jié)建立功率能耗模型提供理論支撐。
關(guān)于軸承熱量主要來自摩擦，其中熱量的傳遞是三種基本形式：熱對流、熱傳導(dǎo)、 和熱輻射。與傳導(dǎo)熱和對流熱相比，輻射熱影響很小，分析和計(jì)算時(shí)，忽略其大小。 軸承的熱量傳遞是空間三維問題，實(shí)際情況非常復(fù)雜。為了分析，做了下列簡化假設(shè):
五軸聯(lián)動(dòng)精工技術(shù)是精工技術(shù)中難度******、應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)，體現(xiàn)在它 集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體[1]。五軸聯(lián)動(dòng)精工機(jī)床是 五軸聯(lián)動(dòng)精工技術(shù)的集中體現(xiàn)，它是在三軸精工機(jī)床X、Y、Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸 的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，加工時(shí)實(shí)現(xiàn)五個(gè)軸的同時(shí)動(dòng)作，使刀具可以在任何一 點(diǎn)以任意角度對零件進(jìn)行切削加工，所以五軸聯(lián)動(dòng)精工機(jī)床被認(rèn)為是加工連續(xù)、 平滑和多復(fù)雜曲面零部件最有效的手段之一[2]。根據(jù)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的組合形式，五 軸聯(lián)動(dòng)精工機(jī)床大體上分為：雙轉(zhuǎn)臺式、雙擺頭式以及轉(zhuǎn)臺加擺動(dòng)三類，其中雙 轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的五軸聯(lián)動(dòng)精工機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低等特點(diǎn)，市場上數(shù)量最 多動(dòng)，其結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。
1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司成功研制出世界上第一臺PLC(Programmable Logical Control，可編程邏輯控制器)，由于它功能強(qiáng)大、可靠性好、抗干擾能力 強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)逐步替代繼電器廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。在精工領(lǐng)域，PLC作 為精工系統(tǒng)的一部分負(fù)責(zé)完成機(jī)床順序邏輯動(dòng)作控制，在精工系統(tǒng)配置機(jī)床時(shí)相 當(dāng)于一個(gè)接口[12]，如圖1.2所示。
綜上所述，當(dāng)前國內(nèi)外的科研工作者對機(jī)械加工過程中的精工機(jī)床能耗特性 已經(jīng)展開了大量研究，針對不同工件加工工藝建立了不同的能耗模型，但大多數(shù) 集中在精工機(jī)床總的能耗分析或能量效率傳遞方面，在針對精工機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) 的能量消耗特性領(lǐng)域研宄不是很多，在當(dāng)前大的環(huán)境下，從各個(gè)不同的方面對制 造系統(tǒng)展開全面深入細(xì)致的研宄工作是必不可少的。
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