本章針對可靠性試驗的不同對象的特點,研宄了不同的可靠性建模與評估方 法。對于整機以及部件子系統(tǒng),如果故障間隔工作時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強大的計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的更新數(shù)據(jù),而不用花費時 間重新編制程序。
本論文設(shè)計并搭建了圓盤式刀庫自動換刀系統(tǒng)可靠性試驗臺,闡述了可靠性 試驗方法,規(guī)范了數(shù)據(jù)的采集方法與統(tǒng)計方法。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床,前身是由精工銑床發(fā)展而來,自 身配備刀庫和自動換刀裝置。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)工作臺的機床大幅度增長。預(yù)計未來幾年,雖然某些行業(yè)可能由 于產(chǎn)能過?;蚴艿胶暧^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振興和發(fā)展的裝備行業(yè)。作為 裝備制造業(yè)的母機,加工機床將獲得年均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)計要求,制定了課題研究的基 本思路。
本章首先分析了精工機床的能量流系統(tǒng),主要包括精工機床主傳動系統(tǒng)和進 給傳動系統(tǒng),而精工機床主傳動系統(tǒng)又可以細化為電機拖動系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng) 兩部分,然后通過對主傳動系統(tǒng)所包含的電機拖動系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng)進行分別 描述分析和建模,再將這兩個部分有機的聯(lián)系起來,得出精工機床主傳動系統(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、 和熱輻射。與傳導熱和對流熱相比,輻射熱影響很小,分析和計算時,忽略其大小。 軸承的熱量傳遞是空間三維問題,實際情況非常復(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 集計算機控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體[1]。五軸聯(lián)動精工機床是 五軸聯(lián)動精工技術(shù)的集中體現(xiàn),它是在三軸精工機床X、Y、Z三個直線坐標軸 的基礎(chǔ)上增加兩個旋轉(zhuǎn)軸,加工時實現(xiàn)五個軸的同時動作,使刀具可以在任何一 點以任意角度對零件進行切削加工,所以五軸聯(lián)動精工機床被認為是加工連續(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)兩個旋轉(zhuǎn)軸的組合形式,五 軸聯(lián)動精工機床大體上分為:雙轉(zhuǎn)臺式、雙擺頭式以及轉(zhuǎn)臺加擺動三類,其中雙 轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的五軸聯(lián)動精工機床具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低等特點,市場上數(shù)量最 多動,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),由于它功能強大、可靠性好、抗干擾能力 強等優(yōu)點逐步替代繼電器廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。在精工領(lǐng)域,PLC作 為精工系統(tǒng)的一部分負責完成機床順序邏輯動作控制,在精工系統(tǒng)配置機床時相 當于一個接口[12],如圖1.2所示。
綜上所述,當前國內(nèi)外的科研工作者對機械加工過程中的精工機床能耗特性 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) 集中在精工機床總的能耗分析或能量效率傳遞方面,在針對精工機床主傳動系統(tǒng) 的能量消耗特性領(lǐng)域研宄不是很多,在當前大的環(huán)境下,從各個不同的方面對制 造系統(tǒng)展開全面深入細致的研宄工作是必不可少的。
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