針對某高端五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床各子系統(tǒng)的復(fù)雜性及發(fā)生故障的隨機(jī)性,提出了基于模糊故障樹和故障模式、影響和危害性分析(FMECA)的數(shù)控機(jī)床綜合評價方法。首先對數(shù)控機(jī)床各子系統(tǒng)及所屬故障的發(fā)生頻次進(jìn)行整理,采用模糊集合論及故障樹分析方法相結(jié)合,建立數(shù)控機(jī)床模糊故障樹,并計算其模糊重要度;其次運(yùn)用FMECA分析法算出各故障危害度,了解各故障對數(shù)控機(jī)床整體的影響程度;最后運(yùn)用綜合指數(shù)評價分析綜合各基本事件的模糊重要度及危害度,計算出其綜合指數(shù)排序,得出數(shù)控機(jī)床可靠性信息。研究表明,該方法能更為準(zhǔn)確地求出該機(jī)床主要故障部位,從而使維護(hù)人員能更有針對性地對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),降低其故障頻次,提高機(jī)床運(yùn)行時間。

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圖3某高端五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床故障樹

依據(jù)某高端五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)繪制出其故障樹,如圖3所示。故障樹中間事件及基本事件編號及所標(biāo)含義如下:M1—自動交換系統(tǒng);M2—主軸系統(tǒng);M3—坐標(biāo)軸系統(tǒng);M4—激光檢測系統(tǒng);M5—?dú)鈩酉到y(tǒng);M6—精度;M7—CNC系統(tǒng);M8—防護(hù)系統(tǒng);M9—排屑系統(tǒng);X1—位置檢測;X2—鏈條....

圖1綜合指數(shù)評價分析過程圖

(1)故障樹分析方法。傳統(tǒng)故障樹分析中,頂事件的失效概率是利用邏輯門算子對基本事件發(fā)生概率進(jìn)行運(yùn)算獲得的,因此知道基本事件的發(fā)生概率和結(jié)構(gòu)函數(shù)就可以唯一確定系統(tǒng)頂事件的發(fā)生概率P。

圖2三角模糊數(shù)函數(shù)

模糊集合論中,利用三角模糊數(shù)來描述基本事件發(fā)生的概率,用模糊邏輯門算子代替?zhèn)鹘y(tǒng)的邏輯門算子,從而得到頂事件的模糊失效概率(見圖2)[13]。三角模糊數(shù)隸屬函數(shù)為:

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