高端数控机床服役过程可靠性评价与预测

发布时间：2024-03-10 18:41

　　随着新一代信息技术、人工智能技术与制造技术的不断融合,制造产业向智能化转型已成为发展的必然趋势。高端数控机床及由其组成的柔性制造系统是智能制造的重要基础。高端数控机床服役过程中,使用工况多变、运行环境复杂,导致数控机床系统性能状态呈现不可逆的退化趋势。在服役阶段,性能劣化及频繁的故障会严重的影响加工精度和生产效率。因此,如何保证数控机床的服役性能成为了设计者、生产厂商及使用者共同关注的焦点问题。对于高端数控机床,其部件退化特征多样,可靠性数据具有小样本特征,传统的基于失效数据的单一性能评估方法有一定的局限性。本文基于“状态监测数据”、“标准S形试件”及“多源数据融合”,在寿命预测、整机运行可靠性评价方面对高端数控机床的服役性能进行评价与预测。主要研究内容如下:(1)构建了基于混合预测方法的关键部件剩余寿命预测模型。对于退化型失效的数控机床关键功能部件,由于运行工况、使用环境、维修程度等因素的影响,功能部件的退化程度和失效时间存在较大的离散性。采用数据驱动和人工智能相结合的综合预测方法,构建了基于RVM和改进幂函数相结合的剩余寿命预测模型,该模型可以适应退化过程的不确定性,在不影响实际的...

【文章页数】：153 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１可靠性评价指标体系??１．３．?２数控机床运行可靠性??

?机械科学研宄总院博士学位论文???关［１５：。按照机床的层次结构，在零件层次、部件层次、装置层次及系统层次都有相??应的运行可靠性研宄的内容。不同层次的可靠性影响因素和薄弱环节各有特点，需??要分别开展相应的研宄工作。数控装备在运行过程中由于基本构件性能（如床身、??立柱），结....

图１．２服役阶段数据采集流程??利用信息熵法、相关系数法、峭度指标法等建立数控机床运行状态与可靠性关??联关系，运行可靠性评价指标包括：??

然取得了突破性进展，但??也存在以下几个方面的问题：传统的可靠性评价属于事后评价，需要大量故障样本??数据，适用于一类设备的性能评价。高端数控装备属于小批量、长寿命产品，随着??故障率的降低，其失效数据和维修数据具有数据量少、统计周期长。服役过程中，??在使用工况、运行环境、保养....

图１．３研究思路??利用信息化及网络化技术，采集来自于生产现场的多源信息，并结合历史履历??

高可靠性、低成本的运行。???１賊劣化龍雜?关键功能部件寿命臟ｉｊ?｜关＾化??Ｉ?１??｜切削工况下性能评价?｜?整机运行可靠性评价?｜｜?单台数控??Ｉ?｜?尻床??为＾＾技ｐｉ数丨多源信息融合的综合可靠性评价］ｊ??Ｉ?Ｉ??［＇运维数据、相似设备维丨雜奸賴几航紐珊?Ｉ多台....

图１．４技术路线??１．５．?２本文主要内容??

?机械科学研宄总院博士学位论文???测信号有振动信号、电流信号及声发射信号等。因采集电流信号成本低、可操作性??强、同时包含信息量大，适合长期监测，而且不影响切削加工［９５：。监测电主轴电流??信号，并进行信号的降噪清洗、提取表征性能退化的信息熵值，构建性能变化曲线。??主轴／刀....

本文编号：3925203