實驗室故障數(shù)據(jù)是從圓盤式刀庫自動換刀系統(tǒng)試驗臺搭建完成后,，滿刀運轉(zhuǎn) 一個月以后開始記錄的。選取了從2011年~2013年間的故障數(shù)據(jù),。通過附錄1 表A-2對實驗室自動換刀系統(tǒng)故障進(jìn)行記錄,，并判斷故障類型，將試驗臺試驗過 程中出現(xiàn)的關(guān)聯(lián)故障通過附錄1表A-6進(jìn)行統(tǒng)計,。統(tǒng)計結(jié)果見表4.2,。
1. 圖形顯示模塊，包括原始數(shù)據(jù)圖形,、數(shù)據(jù)最小二乘法圖形以及模型曲線 圖形,。其中原始數(shù)據(jù)圖形由故障間隔時間頻率圖以及累計頻率圖組成，要完成的 功能是初步篩選樣本的分布模型,；數(shù)據(jù)最小二乘法圖形由最小二乘法散點圖以及 最小二乘法擬合圖組成,，要完成的功能是從擬合圖中初步判斷所選模型是否合適; 壽命曲線圖形由采集數(shù)據(jù)的概率密度分布曲線以及概率分布函數(shù)曲線組成，要完 成的功能是確定采集數(shù)據(jù)的壽命曲線,。
為了實現(xiàn)對耦合雙電磁懸浮系統(tǒng)的解耦,，本章采用了逆系統(tǒng)解耦的方法。將被控 系統(tǒng)的逆系統(tǒng)串聯(lián)在其前面可將其解耦成多個獨立的偽線性系統(tǒng),。解耦后的系統(tǒng)具有 了線性系統(tǒng)的性質(zhì),，可以降低對獨立系統(tǒng)控制器設(shè)計的難度。由于非線性電磁懸浮系 統(tǒng)不易求得其逆系統(tǒng),，因此為了解決這一問題本文利用了支持向量機擬合回歸逼近任 意函數(shù)的功能,，從而得到不易求得電磁懸浮系統(tǒng)的逆系統(tǒng)。MATLAB仿真實驗表明 支持向量機a階逆系統(tǒng)可以很好的達(dá)到對耦合雙電磁懸浮系統(tǒng)的解耦控制,。當(dāng)對其中 一個電磁懸浮系統(tǒng)施加干擾時另外一個電磁懸浮系統(tǒng)不會受到千擾,。
本論文通過搭建圓盤式刀庫自動換刀系統(tǒng)試驗臺進(jìn)行可靠性試驗，通過可靠 性試驗方法對試驗進(jìn)行規(guī)范,，對實驗室可靠性試驗以及現(xiàn)場可靠性試驗采集的故 障數(shù)據(jù)及換刀頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行了可靠性分析,，對不同類別數(shù)據(jù)的處理方法以及評估 方式開展了研宄,，同時編制基于VB與Matlab的兩參數(shù)威布爾分布模型與三參 數(shù)威布爾分布模型的混合軟件來處理相關(guān)數(shù)據(jù)。
三相電機控制電路主要是實現(xiàn)刀盤的選刀以及機械手的換刀,。由于刀盤是根 據(jù)就近原則選刀,，故刀盤電機要具備正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)功能。同時由于機械手在換刀過 程中容易出現(xiàn)卡刀以及刀盤電機選刀過程中出現(xiàn)刀盤電機卡死等故障,，長時間的 卡刀會導(dǎo)致電機過載而損壞電機,，故應(yīng)在機械手電機回路以及刀盤電機回路中加 入過載保護(hù)裝置。如圖2.12三項電機控制電路圖中,，F(xiàn)Rl,、FR2和FR3為過載 保護(hù)熱繼電器，熱繼電器由于其工作原理的原因只有過載保護(hù)功能,，而沒有短路 保護(hù)功能,。M2為刀盤電機，通過對輸入刀盤電機三相電的改變來實現(xiàn)刀盤的正 轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),，同時要考慮到交流接觸器KM3與KM4之間的互鎖作用,，即當(dāng)KM3 閉合時，KM4要處于斷開狀態(tài),，反之亦然,。
本章主要是從四個方面對圓盤式刀庫自動換刀系統(tǒng)可靠性試驗方法進(jìn)行了 研宄。首先從試驗環(huán)境,、試驗的前期準(zhǔn)備以及試驗要求等方面設(shè)計了可靠性試驗; 其次給出了自動換刀系統(tǒng)的故障定義以及分類方法,、判據(jù)原則和計數(shù)原則，以此 對試驗過程中出現(xiàn)的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行及時有效的歸類總結(jié),；再次劃分了自動換刀系 統(tǒng)故障的危害等級,；最后研宄了實驗室試驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)的采集以及處理 方法，同時研宄了非典型數(shù)據(jù)的處理方法,，如加工中心換刀頻率數(shù)據(jù),。利用上述 試驗方法以及數(shù)據(jù)采集方法規(guī)范以后的可靠性試驗，保證試驗的順利進(jìn)行以及采 集數(shù)據(jù)的真實可靠性,。
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(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。