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海天精工機(jī)床有限公司 海天精工博客

加工中心子系統(tǒng)固有可靠性建模及評(píng)估

加工中心故障相關(guān)性的存在會(huì)使部分子系統(tǒng)的故障率增加，因?yàn)橐恍┳酉?統(tǒng)除了由于自身的原因出現(xiàn)故障,，還有可能受到其它子系統(tǒng)的故障影響出現(xiàn)故 障,。若忽略了故障相關(guān)性的影響，其可靠性評(píng)價(jià),、設(shè)計(jì)及分配都會(huì)有較大的偏 差,。那些因?yàn)橥鈦碜酉到y(tǒng)的故障影響而出現(xiàn)故障的部件，其綜合可靠性會(huì)因此 降低,。本章將基于傳統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性建模技術(shù)獲得基于故障相關(guān)的子系統(tǒng)綜 合故障率函數(shù),，融入子系統(tǒng)可靠性被影響度因子，最后獲得子系統(tǒng)的固有故障 率函數(shù)模型及可靠度函數(shù)模型,，評(píng)價(jià)子系統(tǒng)的固有MTBF值,，這對(duì)可靠性設(shè)計(jì) 及制定維修計(jì)劃有一定的指導(dǎo)意義。由第三章的研究結(jié)論可知進(jìn)給系統(tǒng),、刀庫,、 主軸系統(tǒng)最容易受到其他子系統(tǒng)的故障影響，本章將主要以這三個(gè)子系統(tǒng)作為 研宄對(duì)象。本章的技術(shù)路線如圖3.1所示：

基于故障率相關(guān)的加工中心的可靠性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估-展望

結(jié)合故障相關(guān)性進(jìn)行系統(tǒng)可靠性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是一個(gè)極具現(xiàn)實(shí)意義的研究方 向,，已經(jīng)受到越來越多的研究者的重視,。在本文研究的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)一步研 宄的內(nèi)容包括：

CNC加工中心汽車板開發(fā)流程介紹

加工中心汽車板配送屬于近年來由于汽車工業(yè)高速蓬勃發(fā)展,，在生產(chǎn)制造中進(jìn)行進(jìn) 一步的細(xì)化分工,，將汽車用鋼的卷料配送變?yōu)榘辶吓渌偷囊豁?xiàng)新型的產(chǎn)品加工過程。為 滿足汽車制造企業(yè)的進(jìn)一步提升核心能力,，為了降低制造設(shè)備攤銷成本,，提高制造品質(zhì)， 整車制造企業(yè)將汽車用鋼的卷料加工為板料的工序從原整車制造企業(yè)內(nèi)部工序里分離 出來,。[21]可以提高產(chǎn)品穩(wěn)定性,，降低產(chǎn)品庫存，增加廠房利用率,，提升運(yùn)營效益,，降低 制造成本。并且,，通過工序外發(fā)的模式,，降低自身的風(fēng)險(xiǎn)。本文將從產(chǎn)品開發(fā)流程管理 的角度,，結(jié)合以住經(jīng)驗(yàn)分析目前這一新興的產(chǎn)品開發(fā)流程模式下的,，各種影響最終新產(chǎn) 品上線的預(yù)期效果未實(shí)現(xiàn)，未達(dá)到工序改善的目標(biāo)的問題,，以及在舊的流程下存在的各 項(xiàng)不足,，明確后續(xù)改善的方向，真正實(shí)現(xiàn)汽車板產(chǎn)品開發(fā)流程的價(jià)值優(yōu)化效果,。

CNC加工中心在產(chǎn)品開發(fā)結(jié)束后量產(chǎn)階段問題

目前,，CNC加工中心的體系管理，以汽車制造業(yè)的TS16949, IS09000等標(biāo)準(zhǔn)體系組 成,。但是,，因?yàn)闆]有從未涉及到此類整車制造企業(yè)工序外包的工作，所以是缺失對(duì)應(yīng)流 程體系對(duì)整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)過程進(jìn)行管理和控制的,。目前,，CNC加工中心對(duì)產(chǎn)品開發(fā)流程以接 受客戶試做訂單作為開始階段，以客戶進(jìn)入量產(chǎn)階段作為結(jié)束階段,。在這個(gè)管控中,，僅 僅是以單純的材料交付作為區(qū)分開發(fā)階段與量產(chǎn)供貨階段的區(qū)別。

CNC加工中心汽車板產(chǎn)品開發(fā)流程改善研究-結(jié)論

可以展望的是,，未來的汽車制造中的產(chǎn)品開發(fā),，必然是服務(wù)來主導(dǎo)的過程。以服務(wù) 作為突破，才能夠?yàn)榧庸ぶ行脑谂c整車制造企業(yè)的合作中,，占據(jù)有利的地位,，并且，也 能夠在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境中,，在價(jià)格外,，具備更多的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和加分,。作為國內(nèi) 更早進(jìn)入這一領(lǐng)域的CNC加工中心,，這是一個(gè)良好的機(jī)會(huì)來提升管理能力來擴(kuò)張市場(chǎng)，壯 大自身,，同時(shí)也是一種挑戰(zhàn),，去開創(chuàng)全新的模式應(yīng)對(duì)不斷激烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)。

虛擬數(shù)控技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

建模是仿真過程中的關(guān)鍵技術(shù),，國內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)此展開了研究,。在過去的二十多 年，眾多科研機(jī)構(gòu)的研宄人員提出了很多精工加工仿真的建模方法,，可以將這些方法分 為三大類：基于離散模型的仿真方法,、基于實(shí)體建模的仿真方法和二者混合的仿真方法 (混合法)。

五軸數(shù)控技術(shù)發(fā)展和后置處理的發(fā)展

我們一般性的將精工編程整個(gè)過程分為前置處理和后置處理兩個(gè)部分,，將刀具路徑 規(guī)劃以及刀軌計(jì)算過程稱之為前置處理,；而將前置處理計(jì)算所得到的刀位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具 體機(jī)床的程序代碼來驅(qū)動(dòng)具體精工機(jī)床進(jìn)行精工加工，該過程稱為后置處理,。

2.1加工中心概述

加工中心,，簡(jiǎn)稱CNC，是由機(jī)械硬件設(shè)備與精工系統(tǒng)組成的用于加工復(fù)雜形狀工件 幾何體的高效率自動(dòng)化機(jī)床,。加工中心必須備有刀庫,，具備換刀功能，對(duì)工件進(jìn)行一次 裝夾后可進(jìn)行多個(gè)工序加工的機(jī)床,。加工中心是高度機(jī)電一體化的設(shè)備,，工件在裝夾之 后，精工系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇,、更換刀具,、自動(dòng)對(duì)刀、進(jìn)給量,、自動(dòng)改 變主軸轉(zhuǎn)速等,，可連續(xù)完成鏜、銑,、鉆,、鉸等多種工序，因而可以大大減少工件的裝夾 時(shí)間、機(jī)床調(diào)整和測(cè)量等輔助工序時(shí)間,，對(duì)加工形狀比較復(fù)雜,，精度要求較高，品種更 換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果[16],。

2.2五軸加工中心類型

隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,，機(jī)械零部件的復(fù)雜程度也不斷加大，像一些模具類或一些復(fù) 雜曲面造型的零件用三軸加工中心實(shí)現(xiàn)起來就會(huì)更困難,。而對(duì)于特別復(fù)雜,，或是形位公 差等要求比較苛刻的復(fù)雜零件加工，甚至要求一次裝夾來完成加工的的話,，四軸加工中 心也不能完全滿足要求,，這樣就需要使用五軸精工加工中心。五軸加工中心有高精度,、 高效率的特點(diǎn),，工件的一次裝夾就可以完成五個(gè)自由度的加工。若配以五軸聯(lián)動(dòng)的高檔 精工系統(tǒng),，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工,，更能夠適應(yīng)像飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、汽車 零部件等模具的加工[21],。五軸精工機(jī)床的使用,，更容易實(shí)現(xiàn)工件的裝夾，無需特殊的夾 具酒可把工件按照要求安裝在合適的位置,，避免多次重復(fù)裝夾,，同時(shí)也提高了工件加工 的精度[22]。此外,，由于五軸精工機(jī)床在加工中對(duì)刀具無特殊要求,，所以刀具成本也進(jìn)一 步降低。這樣采用五軸精工機(jī)床加工工件可以很快的完成模具加工,，交貨快,，更好的保 證模具的加工質(zhì)量，使模具加工變得更加容易,，并且使模具修改變得容易,。盡管五軸數(shù) 控機(jī)床的結(jié)構(gòu)千差萬別，而其最常見,、最基本的形式卻可以按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同大致分 為三大類,。

4.4后置處理使用實(shí)例

本章主要介紹了 UG的后置處理模塊以及機(jī)床控制系統(tǒng)的參數(shù)，并且根據(jù)加工中心 的相關(guān)參數(shù)制定了特定機(jī)床專用的后置處理器,。為了驗(yàn)證后置處理器的可用性,，本文采 用對(duì)具有復(fù)雜空間曲面的葉輪進(jìn)行CAM編程加工,，設(shè)定一系列工序并生成刀位位置源 文件，通過剛制定的專用后置處理器對(duì)刀位位置源文件進(jìn)行后置處理,，生成能夠直接運(yùn) 用到精工機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工的精工G代碼文件,。