数控机床的可靠性可行性方案

数控机床的可靠性可行性方案

摘要随着自动化技术的不断发展，数控机床已经广泛应用于机械制造加工行业。数控机床的可靠性不仅是国家工业现代化水平的标志，同时其可靠性也直接影响着相关机械产品的加工质量。本文将主要研究数控机床可靠性的评定方式以及故障特征，并且将进一步研究提升数控机床可靠性的途径。

关键词数控机床；可靠性；提升途径

机械设备在规定工作条件下和规定时间内保持与完成规定功能的能力，可以称之为机械设备的可靠性，即设备运行的稳定性。我们将一台数控加工设备投入到生产工作中，不仅要关注系统的先进性，功能全面性、加工精度等级，我们更需要关注的设备的可靠程度。如果一台设备可以无故障连续运行5 000小时以上，那么它的使用价值以及经济性就会得以体现。数控机床的可靠性往往指的是设备的可维护性以及稳定性能的运转周期，其是保证机械加工企业稳定生产的可观测性指标。

1 对数控机床可靠性的评定

数控机床是自动化程度较高的机械加工设备，其中涉及PLC控制技术、数字信号控制技术，伺服电机控制技术等等，正是由于这些现代化技术的支持，促使数控机床具有生产效率高，产品精度高，质量稳定等特点，能够完成普通机床难以完成的机械产品加工任务。由于数控加工设备内部系统的复杂性以及元器件的高精密性，导致数控机床在工作过程中很容易受到周围环境的影响，进而发生故障，造成数控机床的稳定性下降。

准确地讲，数控机床可靠性的评定的特征量主要包括：可靠度、失效率、故障率、平均无故障间隔时间、平均寿命、有效度等等，其中每一个特征量均只能够表现出评定可靠性的某一个特征点，缺乏全面性的标准。因而对于设备可靠性的评定指标的确定应该依据机械设备本身的特征而定。对于可维修性较强且系统较为复杂的数控加工设备，常用可靠度、平均无故障时间（MTBF）等指标衡量可靠程度。

对于数控机床来说，并没有一个准确性的指标能够反映出其工作状态，而且学术界对于评价标准的认定也不一致，这主要是因为数控机床涉及的现代化技术较为复杂，且运行过程中受到诸多因素的影响，如操作水平，工作环境，电气干扰，零部件精度等等，在制定评定指标时，需要综合考虑到机械和电子的双重因素。笔者认为，采用平均无故障时间（MBTF）、精度稳定周期，平均修复周期等几项指标对于数控机床可靠性的评定具有一定的科学性。

1.1 平均无故障时间

平均无故障时间指的是可修复性较高产品，相邻两个故障期间工作时间的平

均值，简称为“MTBF”，能够较为准确的衡量出数控机床的可靠程度，具体数值一般体现在产品标准中。一般来说，国外数控加工设备的MTBF为5 000h～22 000h，这是国产数控系统所无法比拟的该项指标主要反映的数控机床的无故障参数。故障指的是数控机床无法实现规定功能，平均无故障工作时间能够准确的反映出在无故障情况下数控机床正常工作周期，

1.2 平均修复周期

平均修复周期指的是数控机床从发现故障到恢复到规定功能期间的时间周期，与上述评定指标正好相反，其计算的是数控机床故障停留时间参数，英文缩写为“MTTR”。它包括确认系统故障发生的时间参数，数控机床维护时间、维护准备时间，维修团队响应时间、设备重新投入使用时间等。可见，平均修复时间周期的参数大小不仅与产品本身设计参数相关联，与设备的使用方式、维修水平、维护准备充足性也有一定联系。

2 数控机床可靠性的影响因素

数控机床的可靠性并不是根据相关参数的运算推理得出的，而是产品本身所固有的特性，即便数控机床的可靠性可以通过零部件以及元器件的故障率参数加以评定，但是所得出的结论并不一定与数控机床真实运行状态相符，其中存在着设计与实际制造的差距，在数控机床零部件制造以及装配过程中避免不了会出现一定的误差，此时数控加工设备的可靠性设计参数不再准确。此外，对于数控机床零部件以及元器件的故障率数据库也存在着数据不足的缺陷，以现有的技术水平还不能够制造出与可靠性设计的理论水平一致的产品。影响数控机床可靠性的因素可以归结为数控机床的规定使用条件、数控机床规定使用时间，数控机床规定使用功能，数控机床各个组成部分的参数影响等等。

3 提升数控机床可靠性的途径

3.1 正确体现数控机床的使用价值

一件产品只有合理的加以利用才能够真正的发挥效能，数控加工设备亦是如此，只有在使用，安装过程中依照相关的执行标准才能够维持其稳定性，数控机床可靠性的价值才能够得以体现。不正确的参数设置、不完善的逻辑控制程序均能够影响数控机床的使用性能，进而能够影响数控机床的可靠性，因此正确合理的运用数控机床的系统，按照相关标准设定参数，并考虑到数控机床内部结构与参数之间的关系是提升数控机床可靠性的基本条件。

3.2 注重数控机床控制系统和零部件的质量性

数控机床的可靠性与PLC控制的自动化程度、伺服驱动装置、配套功能部件、电气元件、检测元件的质量性具有密切的联系。选择功能全面，稳定性较高的数控机床控制系统是保证数控机床可靠性的基础，目前市面上主流应用的PLC 控制系统包括FANUC系统、西门子系统等，这些系统均由国外厂商设计完成，

其控制功能较为完备，且自身的可维护性也较高。

3.3 重视数控机床维修信息

作为数控机床的使用者，应该及时将设备的运行状态反应到数控机床的制造厂商，方便于产品设计单位对设备运行状态的数据收集，进而也为数控机床的更新改造提供一定的数据支持。如数控机床每次出现故障，其中不仅包括外界环境的影响以及人为因素，也存在着产品本身的设计问题。因此，只有将数控机床的维修信息以及运行数据及时得以反馈，才能够促使数控机床的功能更为完善，这也是提升数控机床可靠性的关键。

4 结论

综上，随着相关学科的发展以及研究的不断深入。对于数控机床可靠性的理论研究将会更为透彻，其涉及的范围也将会更为广泛。本文主要从数控机床的使用方面针对如何提高数控机床的可靠性提出了几点可行性方案，另外提升数控机床的可靠性也应该包括建立完善的数控机床维修档案. 对数控机床故障频次和维修过程进行分析，实行预防性与预测性维修等等，进而提高数控机床的平均无故障时间MTBF，提高有效度，充分发挥数控机床的价值性，提高生产加工的效率。

参考文献

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