試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)主要包括兩部分：1.下位機(jī)PLC控制。2.上位機(jī)VB程序控 制。PLC通過控制繼電器線圈的得電與失電來控制繼電器觸電（常開觸點(diǎn)閉合, 常閉觸點(diǎn)斷開），進(jìn)而控制試驗(yàn)臺(tái)的機(jī)械系統(tǒng)，以此完成自動(dòng)換刀的動(dòng)作。上位 機(jī)VB程序通過RS232串口實(shí)現(xiàn)與PLC通訊的，通過HostLink模式來直接給PLC 賦值以及讀取PLC返回來的數(shù)據(jù)。上位機(jī)具有時(shí)時(shí)顯示刀庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)以及記錄 刀庫(kù)運(yùn)行數(shù)據(jù)的能力。
本章針對(duì)不同類型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析方法進(jìn)行了研宄。從整體上來講，試驗(yàn) 數(shù)據(jù)分為兩種類型：一種為盤式刀庫(kù)自動(dòng)換刀系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)。根據(jù)樣本量的不 同，實(shí)驗(yàn)室故障數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)故障數(shù)據(jù)采用不用的建模分析方法，前者由于樣本量 小，一般采用貝葉斯分布模型，后者由于樣本量大，一般采用常用分布模型；另 一種為自動(dòng)換刀系統(tǒng)換刀頻率。根據(jù)采集數(shù)據(jù)的難易程度，實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)頻率數(shù) 據(jù)分布采用直接計(jì)算法和近似求取法。通過實(shí)驗(yàn)室換刀頻率與現(xiàn)場(chǎng)換刀頻率的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室換刀頻率要比現(xiàn)場(chǎng)換刀頻率高，有利于在短時(shí)間內(nèi)激發(fā)自動(dòng) 換刀系統(tǒng)的潛在故障，暴露換刀系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。
目前國(guó)內(nèi)外在進(jìn)行結(jié)構(gòu)體設(shè)計(jì)過程中，無(wú)論單個(gè)零部件還是裝配體部件都 要面臨一個(gè)問題一結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題一般需要從四個(gè)方面進(jìn)行解決： 結(jié)構(gòu)應(yīng)力方面、材料力學(xué)性能方面、強(qiáng)度理論[2()]和振動(dòng)理論。當(dāng)前，大部分固 體力學(xué)計(jì)算將結(jié)構(gòu)應(yīng)力方面的問題作為重點(diǎn)，而材料力學(xué)性能是通過材料實(shí)驗(yàn) 結(jié)合材料結(jié)構(gòu)條件進(jìn)行解決，強(qiáng)度理論則是在兩者聯(lián)合研究的基礎(chǔ)上創(chuàng)建與之 相應(yīng)的強(qiáng)度理論。具體而言，就是研究材料在復(fù)雜應(yīng)力下發(fā)生破壞的規(guī)律，并 建立一套與之相適應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則及理論[2()]，振動(dòng)理論是在強(qiáng)度理論的基礎(chǔ) 上進(jìn)行模型建立、振動(dòng)分析、參數(shù)識(shí)別等。
本文搭建了鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行了鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手實(shí) 驗(yàn)室可靠性試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了鏈?zhǔn)降稁?kù)的頻繁換刀，暴露了鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手設(shè)計(jì)缺 陷或薄弱環(huán)節(jié)，并在接下來的文章中對(duì)鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 分別制定了試驗(yàn)方案和數(shù)據(jù)收集方法，制定了數(shù)據(jù)收集所需的運(yùn)行記錄表、故障 記錄表、加工工序記錄表等，并在文章第五章對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了建模分析, 得出了服從的分布模型，并分析出了系統(tǒng)的薄軟環(huán)節(jié)，得出了鏈?zhǔn)降稁?kù)及機(jī)械手 的可靠性水平，為精工機(jī)床整機(jī)可靠性的提高提供了依據(jù)。
由于不相等，因此式(3.8)中與電磁力/相乘的矩陣非對(duì)角線元素不為零，即每一個(gè)電磁懸浮系統(tǒng)的加速度表達(dá)式中都會(huì)含有與另外一個(gè)電磁懸浮系統(tǒng)電磁力 相關(guān)的項(xiàng)，因此雙電磁懸浮系統(tǒng)存在一定的耦合關(guān)系。
國(guó)外對(duì)可靠性技術(shù)的研宄可以追溯到二戰(zhàn)時(shí)期，當(dāng)時(shí)的軍方高層對(duì)軍用物品 如戰(zhàn)斗機(jī)、炮彈以及槍械等的高故障率十分關(guān)注，可靠性由此而產(chǎn)生。美國(guó)軍部 在上個(gè)世界五十年代開始系統(tǒng)的從事可靠性研宄，1952年美國(guó)成立AGREE小組， 即電子設(shè)備可靠性咨詢，拉開了可靠性研宄的序幕。到1957年，AGREE報(bào)告首 次比較完整的闡述了可靠性的理論與研宄方向[12]。從此，可靠性工程發(fā)展為一門 獨(dú)立的工程學(xué)科[13]。這時(shí)的可靠性研究主要是針對(duì)電子產(chǎn)品，其他領(lǐng)域涉獵的很 少，還很空白。
實(shí)驗(yàn)室搭建試驗(yàn)臺(tái)采用的是國(guó)內(nèi)某知名關(guān)鍵功能部件生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的YP系 列圓盤刀庫(kù)自動(dòng)換刀系統(tǒng)，型號(hào)為YP40-24T ,如圖2.1所示。被試圓盤刀庫(kù)的主體結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部分：1.刀盤以及刀盤旋轉(zhuǎn)電機(jī);2. 機(jī)械手以及機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電機(jī)；3.刀套垂直與水平氣缸4.刀庫(kù)分度裝置，控制刀 盤旋轉(zhuǎn)是一個(gè)轉(zhuǎn)位一個(gè)轉(zhuǎn)位的旋轉(zhuǎn)，且使旋轉(zhuǎn)過程平滑穩(wěn)健，便于完成后續(xù)刀具 的選擇與定位。如圖2.2所示。
如上圖2.9所示，在主干線電路上設(shè)置有空氣開關(guān)QS3,在控制刀盤電機(jī)正 反轉(zhuǎn)、機(jī)械手電機(jī)與控制強(qiáng)電電路的支干線電路上分別設(shè)置有空氣開關(guān)QS2、 QS1和QS4,起到保護(hù)主干線電路以及支干線電路的作用，同時(shí)保證各自的相互 獨(dú)立性，互不干擾；主干線上的交流接觸器KM1起到控制各個(gè)支線路的通斷的 作用，而支干線上的交流接觸器KM2、KM3以及KM4則分別起到控制機(jī)械手 電機(jī)、刀盤正轉(zhuǎn)和刀盤反轉(zhuǎn)的作用；支干線上的熱繼電器FR1、FR2、FR3起到 熱保護(hù)支線電路的作用；VC為穩(wěn)壓電源，為24V電源提供穩(wěn)定的直流電源。VC 除了最基本的穩(wěn)定電壓功能外，還具有一定的過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)以及缺相和短 路過載保護(hù)功能。
試驗(yàn)過程中要配備相關(guān)試驗(yàn)人員進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)，同時(shí)查看換刀系統(tǒng)控制 柜是否在安全范圍內(nèi)。同時(shí)試驗(yàn)人員要明確自己的職責(zé)：1) 了解試驗(yàn)臺(tái)操作說 明書以及相關(guān)技術(shù)文件內(nèi)容；2)在試驗(yàn)過程中試驗(yàn)臺(tái)遇見突發(fā)故障時(shí)，知道如 何處理，能夠冷靜對(duì)待；3)在試驗(yàn)結(jié)束后，要明確知道如何記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包 括刀庫(kù)運(yùn)行時(shí)間、換刀次數(shù)以及試驗(yàn)故障等。在整個(gè)試驗(yàn)過程中要同時(shí)配備設(shè)備 維修人員以及故障分析處理人員來協(xié)助試驗(yàn)人員，保證試驗(yàn)的順利進(jìn)行。
圓盤式刀庫(kù)自動(dòng)換刀系統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于實(shí)驗(yàn)室可靠性試驗(yàn)以及 現(xiàn)場(chǎng)加工中心可靠性試驗(yàn)。根據(jù)不同類型的數(shù)據(jù)采用不同的分析方法。