[發明專利]基于歷史運行故障數據的數控機床可靠性預估方法

在審

• 申請號: 201810329171.7
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108388202A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 遲玉倫;李郝林;聞章
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G05B19/4063
• 分類號: G05B19/4063
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉;劉國華

1.一種基于歷史運行故障數據的數控機床可靠性預估方法，用于根據多個以往數控機床的歷史運行故障數據來對待評數控機床的多個部件的可靠性進行評價，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，采集多個所述以往數控機床的歷史運行故障數據，該歷史運行故障數據包括系統運行故障數據以及部件運行故障數據；

步驟二，對所述系統運行故障數據進行處理并得到多個所述以往數控機床的系統故障間隔時間；

步驟三，對所述以往數控機床的系統壽命進行三參數威布爾分布建模并對其參數進行估計，是根據以下過程實現：

三參數威布爾分布的失效分布函數F(t)以及概率密度函數f(t)分別為

公式(1)和公式(2)中，t為時間變量，t≥0，θ為尺度參數，θ>0，α為位置參數，α≥0，β為形狀參數，β>0，

通過所述步驟二得到的所述系統故障間隔時間并利用公式(1)和公式(2)求出所述θ、所述α以及所述β的估計值；

步驟四，將所述步驟三得到的所述θ、所述α以及所述β的估計值代入公式(3)得到所有的所述以往數控機床的系統平均故障間隔時間(MTBF_s)：

公式(3)中，Γ為伽馬分布，

則所述以往數控機床的系統失效率λ_s為：

步驟五，采用評分分配法并根據所述部件運行故障數據得出所述待評數控機床的每個所述部件的失效率分配系數k_i，是根據以下步驟實現：

首先，設所述待評數控機床的部件的數目為n，所述評分分配法所考慮的因素的數目為m，第i個所述部件的第j個所述因素的評分數為E_ij，按照以下公式(5)和公式(6)分別求出每個所述部件的部件評分數ω_i以及所述數控機床的系統總評分數ω：

公式(5)和公式(6)中，n、m均為大于或等于1的自然數，1≤i≤n，1≤j≤m；

然后，將所述部件評分數ω_i以及所述系統總評分數ω代入公式(7)得到每個所述部件的失效率分配系數k_i：

步驟六，將所述步驟五得到的所述失效率分配系數k_i代入公式(8)得到每個所述部件的部件失效率λ_i：

λ_i＝k_iλ_S (8)，

并根據所述部件失效率λ_i對所述部件的可靠性進行評價。

2.根據權利要求1所述的基于歷史運行故障數據的數控機床可靠性預估方法，其特征在于：

其中，所述部件為主軸、工作臺、X軸進給單元、Z軸進給單元、數控單元、冷卻液單元以及檢測單元中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的基于運行故障數據的數控機床可靠性預估方法，其特征在于：

其中，所述系統運行故障數據包括所述以往數控機床的機床識別信息以及對應的出廠時間、故障時間、維修時間以及日均工作時間。

4.根據權利要求1所述的基于運行故障數據的數控機床可靠性預估方法，其特征在于：

其中，所述部件運行故障數據包括所述部件的部件識別信息以及對應的故障類型。

5.根據權利要求1所述的基于運行故障數據的數控機床可靠性預估方法，其特征在于：

其中，所述評分分配法所考慮的因素包括技術成熟程度因素、結構復雜度因素、工作時間因素以及環境條件因素中的至少一種。