数控刀架转位系统可靠性稳健设计方法研究

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（ＣＮＣ）ｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｓｉｓｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ — ｂａｓｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｔｈｅ —
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ — ｂａｓｅｄｒｏｂｕｓｔｄｅｓｉｇｎｆｏｒｔｕｒｒｅｔｒｏｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｏｆｃｏｎｐｕｔｅｒｅｄｎｕｍｅｒｉｃａ１ｃｏｎｔｒｏｌ
第３４卷第９期
２０１３Βιβλιοθήκη ９月兵工学
报
Ｖｏ１．３４ＮＯ．９Ｓｅｐ．２０１３
ＡＣＴＡＡＲＭＡＭＥＮＴＡＲＩＩ
数控刀架转位系统可靠性稳健设计方法研究
黄贤振，吴茂昌，张义民，胡乃涛
（东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳ｌ１０８１９）
．
ｐｌｉｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｙｓｔｅｍｒｅｓｐｏｎｓｅｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｖａｒｉａｂｌｅｓａｎｄｔｈｅｎｔｈｅａｒｔｉ —
关键词：机械设计；回转刀架；转位系统；可靠性稳健设计；数控机床
中图分类号：ＴＨＩ１２．１文献标志码：Ａ文章编号：１０００．１０９３（２０１３）０９ — １１３２－０５
ＤｏＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００ — １０９３．２０１３．０９．０１２
ｄｅｓｉｇｎｖａｒｉａｂｌｅｓ．ＴｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｅｓａＴｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｉｒｆｓｔｏｒｄｅｒｓｅｃｏｎｄｍｏｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｍｏｄｅｌｆｏｒｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ — ｂａｓｅｄｒｏｂｕｓｔｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎｓｖｓｔｅｍ０ｆｔｈｅｔｕｒｒｅｔｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ａｐｒａｃｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｔｕｄｙｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓａｇｅｎｅｒａｌａｎｄｅｆ－ｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｏｒｆｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ－ｂａｓｅｄｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｔｕｒｒｅｔ
计参数间的函数关系，利用一次二阶矩方法对回转刀架转位系统进行可靠性分析和可靠性敏感度分析，建立回转刀架转位系统可靠性稳健设计模型。数字算例表明文中所述方法具有较高的计算效率和求解精度，通用性强，可以用于数控刀架转位系统的可靠性稳健设计
摘要：将可靠性优化设计理论、可靠性敏感度技术与稳健设计方法相结合，讨论数控机床回转
刀架转位系统可靠性稳健设计问题。利用多体动力学仿真软件建立回转刀架转位系统运动学分析
模型，开展实验设计获取系统响应与设计参数变化间的定量关系，采用神经网络拟合系统响应与设
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ｅｓｔａｂｌｉｓｈａｋｉｎｅｍａｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｔｕｒｒｅｔＴｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓａｐ－
．
ｉｆｃｉａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ（ＡＮＮ）ｉｓｕｓｅｄｔｏａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｖｓｔｅｍｒｅｓｐｏｎｓｅｓａｎｄ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ・ｂａｓｅｄＲｏｂｕｓｔＤｅｓｉｇｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＲｏｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓｏｆＣＮＣＴｕｒｒｅｔｓ