以可靠性为中心的数控机床维修决策技术研究

发布时间：2017-03-18 08:04

  本文关键词：以可靠性为中心的数控机床维修决策技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：长期以来，国产数控机床主要集中在中低端产品，高档数控机床产品依赖进口。原因是多方面的，除了整机设计水平低、制造能力差、关键功能部件的制造水平低外，机床可靠性水平差也是一个重要原因。据报道，我国中高档数控机床的平均无故障工作时间（MTBF）只有500小时左右，而进口高端数控机床的MTBF值一般在2000小时以上，差距非常大，严重影响了用户对国产数控机床的信心。而数控机床的可靠性除了与数控机床的设计、制造有关外（两者共同决定了数控机床的固有可靠性），还受数控机床的日常使用习惯、维修保养情况的影响。国产数控机床用户一直未能形成一个良好的机床维修习惯，这不仅与用户的敬业水平有关，更重要的原因是国产数控机床厂家很少对数控机床的维修进行系统研究，未能形成一套行之有效的维修决策方法。为了尽快提高国产数控机床的可靠性水平，并结合国家重大专项项目的研究，本文以提高数控机床使用过程中维修质量为出发点，将RCM理论引入到数控机床维修决策中，形成一套数控机床维修决策方法。同时为了更好的、更有针对性的控制数控机床的维修活动，设计和开发了数控机床在线维修决策系统，为保障数控机床的运行可靠性提供可操作平台。 首先从故障及维修理论入手，研究了复杂机电产品故障及维修活动的特点，指出了复杂机电产品故障率的六种基本形式以及维修工作的基本类型，并针对每种维修工作类型，定性的研究其对复杂机电产品可靠性的影响。 然后将以可靠性为中心的维修决策（RCM）理论应用到数控机床维修决策中，将数控机床维修决策过程分为收集信息、确定重要功能单元、FMEA分析、维修方式决策、综合形成大纲等几个步骤，针对每个步骤中的关键难点问题，分别建立数学模型，为维修决策定量化研究提供工具。 最后，基于上述理论，针对两种不同类型的数控系统，分别开发数控机床在线维修决策系统。该系统嵌入到数控机床上，自动记录数控机床故障及维修情况，并通过传感器在线监测数控机床运行状态，根据上述信息，自主进行维修决策，，实现数控机床维修决策的自动化。
【关键词】：数控机床 运行可靠性 RCM 维修决策 在线维修决策系统
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG659
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 维修决策理论研究综述10-12
• 1.3 课题来源及意义12-13
• 1.3.1 课题来源12
• 1.3.2 课题来源背景12-13
• 1.3.3 课题的研究意义13
• 1.4 论文的研究内容及创新点13-15
• 1.4.1 论文的研究内容13
• 1.4.2 论文的创新点13-15
• 2 机电设备故障与维修理论15-25
• 2.1 设备故障相关理论15-21
• 2.1.1 故障的定义15
• 2.1.2 故障的分类15-16
• 2.1.3 复杂设备故障16-17
• 2.1.4 设备维修相关理论17-18
• 2.1.5 维护保养18-19
• 2.1.6 预防性维修19-20
• 2.1.7 修复性维修20-21
• 2.2 设备可靠性与维修的关系21-23
• 2.2.1 维护保养与设备的可靠性21
• 2.2.2 计划性维修与设备的可靠性21-22
• 2.2.3 视情维修与设备的可靠性22-23
• 2.2.4 修复性维修与设备的可靠性23
• 2.3 RCM 原理23-24
• 2.3.1 RCM 的定义23
• 2.3.2 RCM 基本思想及原理23-24
• 2.3.3 RCM 难点24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 基于 RCM 的数控机床维修决策技术25-49
• 3.1 引言25-26
• 3.2 RCM 信息收集26
• 3.2.1 数控机床 RCM 分析所需信息26
• 3.2.2 用户故障数据收集26
• 3.3 确定重要功能单元26-31
• 3.3.1 建立数控机床的构造树27
• 3.3.2 故障信息按单元分组统计27-28
• 3.3.3 后果严重性加权的故障占比分析法28-31
• 3.4 故障模式及影响分析（FMEA）31-34
• 3.5 应用逻辑决断图进行维修方式选择34-40
• 3.5.1 RCM 逻辑决断图34-38
• 3.5.2 各种维修方式适用准则38-39
• 3.5.3 逻辑决断案例39-40
• 3.6 维修周期决策研究40-43
• 3.6.1 各维修方式对维修周期的要求40-41
• 3.6.2 维修周期决策研究41-43
• 3.7 视情维修决策研究43-46
• 3.7.1 设备可靠性协变量模型44-45
• 3.7.2 案例分析45-46
• 3.8 制订维修大纲46-47
• 3.9 本章小结47-49
• 4 数控机床在线维修决策系统开发49-71
• 4.1 引言49
• 4.2 数控机床在线维修决策系统设计49-51
• 4.2.1 在线维修决策系统原理49
• 4.2.2 在线维修决策系统功能49-50
• 4.2.3 在线维修决策系统设计50-51
• 4.3 在线维修决策系统实例一（开放式数控系统）51-63
• 4.3.1 软硬件条件51-52
• 4.3.2 系统设计52-54
• 4.3.3 系统开发54-59
• 4.3.4 硬件安装59-60
• 4.3.5 系统调试60-63
• 4.4 在线维修决策系统实例二（半开放式数控系统）63-69
• 4.4.1 软硬件条件63-64
• 4.4.2 系统设计64-65
• 4.4.3 系统开发65-68
• 4.4.4 硬件安装68-69
• 4.4.5 系统调试69
• 4.5 本章小结69-71
• 5 结论与展望71-73
• 5.1 主要研究成果71
• 5.2 后续研究工作展望71-73
• 致谢73-75
• 参考文献75-79
• 附录79-81

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