加工中心刀庫系統(tǒng)可靠性強化試驗方法
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：1故障模式的失效分析和加速因子的選擇1.1故障模式失效分析試驗選取的刀庫及機械手是國產(chǎn)某系列加工中心的直線型鏈式刀庫，其三維結構如圖1所示。伺服電機1通過鏈輪4帶動刀庫刀具旋轉實現(xiàn)選刀動作；倒刀氣缸2帶動刀套6實現(xiàn)刀具從刀庫到換刀位置的移動；兩爪回轉機械手7通過復合分度凸輪8和錐齒輪5傳動實現(xiàn)機械手的換刀動作；步進電機9通過鏈條3和齒輪的傳動實現(xiàn)防護門的迅速開關。為了方便，下面將刀庫及機械手統(tǒng)稱為刀庫系統(tǒng)。首先對刀庫系統(tǒng)的9次早期故障進行統(tǒng)計伺服電機2.倒刀氣缸3.鏈條4.鏈輪5.錐齒輪6.刀套 7.機械手8.分度凸輪步進電機圖1刀庫系統(tǒng)三維分析，將所有故障分類成4種模式，統(tǒng)計得出每種故障模式的頻數(shù)。從表1可以看出，刀庫掉刀、刀檢失調和刀檢誤報警的頻數(shù)比較高，如果能減少這三類故障模式發(fā)生的概率就可以根據(jù)上述故障模式的分析結果，對故障模式的故障原因做出以下假設：從根本上提高(1) 刀庫掉刀的主要原因是刀庫換刀位置設置不合理。設置的換刀位置和實際的換刀位置有偏差，導致?lián)Q刀時刀庫掉刀；換刀點參數(shù)對這把刀是適合的，對下一把刀也許就不適合。所以需要進行多次換刀，提高換刀的頻率，并多次修改換刀位置參數(shù)，直到找到對所有刀具都適合的換刀位置。對每一把刀反復多次進行換刀試驗可以更精確地確定換刀位置，減少掉刀故障的發(fā)生。(2>刀檢失調和刀檢誤報警發(fā)生的主要原因是刀檢值設置不合理。刀檢的主要作用是檢查刀具是否有刀尖斷刀現(xiàn)象，其工作原理是：如果刀具的刀尖在傳感器的檢測范圍內(nèi)，傳感器就會獲得一個信號，說明刀具沒有斷刀；如果沒有收到信號就說明這把刀具的刀尖斷刀。一臺加工中心至少安裝有十幾把各種不同型號的刀具，各種刀具的長短也不同，而刀檢傳感器并不會在使用不同種刀具的時候作位置上的調整。因此刀檢傳感器的值設置不合理就會使傳感器有時無法檢測到刀尖，比如某把刀具的的刀尖沒斷，但此時傳感器沒有檢測到刀尖的信號，發(fā)出刀具斷刀報警，產(chǎn)生了• 2852 •刀檢誤報警故障。刀庫發(fā)出錯誤的報警信號，會導致檢測系統(tǒng)的程序失調，不能進行正常的刀尖檢測。1.2加速因子的選擇根據(jù)上面假設的故障原因，選擇并確定可靠 性強化試驗的加速因子。根據(jù)機械部件在生命周期內(nèi)的應力和壽命之間的關系方程，選取可靠性強化試驗的加速因子：S™N =c式中，m、C為材料常數(shù)；N為應力幅值為S時的破壞循環(huán)次數(shù)M。 根據(jù)強化原理，為了減小循環(huán)次數(shù)N,需要增大應力S,所以本試驗選取一個或多個加速因子來增大環(huán)境應力、減小循環(huán)次數(shù)。根據(jù)1.1節(jié)假設的故障原因，選擇并確如下定加速因子：(1) 換刀頻率。換刀頻率是最重要的加速因子，增大刀庫的換刀頻率可以加速試驗中掉刀故障以及刀檢故障的發(fā)生過程，而且對不同的刀具進行換刀試驗可以提高試驗的可信性。(2) 刀庫載重量。加大刀庫的載重量并超出正常加工時的載重量，可以激發(fā)出刀庫旋轉時發(fā)生的故障;加大載重量的同時增加換刀刀具的種類，可以加速刀檢故障的發(fā)生。(3) 刀庫轉速。提高刀庫的轉速可以使刀庫旋轉時發(fā)生的故障更快地激發(fā)出來，也可以加速故障的發(fā)生。海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試，手機瀏覽可能無法正常使用！結束語：(1) 該可靠性強化試驗達到了試驗預期，選取的加速因子的工作極限很好地激發(fā)了刀庫系統(tǒng)的故障，加速了故障暴露的過程，驗證了試驗前的故障模式及危害度分析的故障原因假設。(2 )成功地將可靠性強化試驗理論應用到加工中心的刀庫系統(tǒng)，填補了加工中心的可靠性強化試驗的空缺，并為其他功能子系統(tǒng)的可靠性強化試驗方法提供借鑒。海天精工是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產(chǎn)工廠設在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡，所有內(nèi)容不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任！