数控车床可靠性分析与控制技术研究

摘要

机床作为制造业的母机，其可靠性直接影响到装备制造业的提高程度。数控车床作为机床的一个重要系列。经过多年努力，国产低档数控车床的可靠性有了很大进步，而国产中高档数控车床的可靠性低于国外先进水平，极大地影响了产品的市场竞争力。国产数控车床故障具有种类多、故障原因复杂等特点，给数控车床可靠性的研究造成了很大难度。本文结合国家科技重大专项项目的研究内容，以国产某系列数控车床为分析对象，通过研究数控车床的故障模式并梳理故障模式与故障原因的影响关系，制定可行的可靠性控制措施，为机床可靠性的持续提升提供保障。本文的研究内容具有重要的意义，可以为国产数控车床的可靠性提升提供技术支持。本文主要研究内容如下：
　　⑴构建数控车床可靠性分析与控制体系。分析国产某系列数控车床并划分结构，以子系统为单位统计数控车床的故障模式，得到各子系统的故障模式并统计子系统的故障模式的发生概率；以故障发生概率较高的子系统作为典型子系统，对其进行详细的FMECA分析,为其他子系统的FMECA分析提供参考。
　　⑵构建基于证据理论的RPN评估模型分析数控车床的故障模式，找出对数控车床可靠性有重要影响的故障模式，记为主要故障；引入故障树分析理论和集对分析理论梳理故障与故障源之间的影响关系，建立集对-故障树分析数控车床的主要故障，得到对主要故障发生起主要影响的故障源，记为主要故障源，从而确定了影响数控车床可靠性的主要原因。以国产某系列数控车床为例分析。
　　⑶针对车床的主要故障及主要故障源制定相应的可靠性控制措施，基于多色集合理论建立数控车床各主要故障与主要故障源和各主要故障源与控制措施之间的关联矩阵及布尔表达式，并建立主要故障——主要故障源、主要故障源——控制措施的多色集合控制图。通过层次分析法构建外购件供应商可靠性评估与选择模型，以确保外购件的可靠性。

目录

1 绪 论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 课题来源及研究内容

1.4 论文的整体框架

2 数控车床可靠性分析与控制基础

2.1 数控车床可靠性分析与控制体系

2.2 故障模式、影响及危害性分析技术

2.3 数控车床的故障分析

2.4 典型子系统FMECA分析

2.5 本章小结

3 数控车床可靠性分析

3.1 基于证据理论的多源不确定性的风险评估分析

3.2 基于集对分析理论的故障树建模与分析

3.3 实例分析

3.4 本章小结

4 数控车床可靠性关键控制技术

4.1 基于多色集合理论的数控车床可靠性控制技术

4.2 基于层次分析法的供应商可靠性评价与选择

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1 全文总结

5.2 后续课题研究展望

致谢

参考文献

附录

A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录:

B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目: