[發(fā)明專利]一種多失效模式下工業(yè)機(jī)器人RV減速器的可靠性分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910355298.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN110096796B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃洪鐘;李本;李彥鋒;錢華明;王弘毅;張乙;程秀作;黃鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發(fā)明公開了一種多失效模式下工業(yè)機(jī)器人RV減速器的可靠性分析方法，該方法從主要失效模式入手，建立相應(yīng)極限狀態(tài)下的功能函數(shù)，確定不同失效模式下的不確定因素，對(duì)應(yīng)于功能函數(shù)中的參數(shù)變量，確定其分布特性；在得到主要失效模式的功能函數(shù)之后，將其轉(zhuǎn)化為Kriging模型，確定模型中的學(xué)習(xí)函數(shù)類型，結(jié)合Monte Carlo仿真法進(jìn)行抽樣，擬合所建立的功能函數(shù)；進(jìn)一步根據(jù)所需精度要求確定學(xué)習(xí)停止條件，形成完整的學(xué)習(xí)過程；根據(jù)所建立的AK?MCS可靠性分析模型計(jì)算失效概率和變異系數(shù)，驗(yàn)證是否符合精度要求；得到的可靠性分析結(jié)果可以反饋多失效模式下工業(yè)機(jī)器人RV減速器的可靠性問題及優(yōu)化方法，為其可靠性設(shè)計(jì)提供有力依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)機(jī)器人RV減速器的可靠性分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于AK-MCS模型的多失效模式下工業(yè)機(jī)器人RV減速器的可靠性分析方法。

背景技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人RV減速器是用來使機(jī)器人執(zhí)行完成工作動(dòng)作的傳動(dòng)裝置，多用于工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)部位，是決定工業(yè)機(jī)人作業(yè)性能的核心組成部件。與傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)裝置比較，RV減速器具有傳動(dòng)剛度高、傳動(dòng)比大、慣量小、輸出轉(zhuǎn)矩大，以及傳動(dòng)平穩(wěn)、體積小、抗沖擊力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能滿足工業(yè)機(jī)器人對(duì)結(jié)構(gòu)剛性和使用壽命的要求。因此，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。

隨著工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度、定位精度、承載能力等性能的要求不斷提高，RV減速器的性能參數(shù)要求也不斷提高，RV的工作環(huán)境與工作載荷較以前更為復(fù)雜，其失效問題愈來愈突出，一旦RV減速器失效，必然導(dǎo)致整個(gè)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的故障，造成不可估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失，甚至威脅人身安全。在實(shí)際工作環(huán)境中，RV減速器工作環(huán)境惡劣、潤(rùn)滑和冷卻不足、承受的振動(dòng)和沖擊載荷大等問題，將會(huì)加劇RV減速器的損壞程度，提升其故障率。由于RV減速器要求配合精度高，且構(gòu)成相對(duì)比較復(fù)雜，齒輪之間的間隙很小，當(dāng)RV減速器長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)，很可能因?yàn)槟承┹嘄X的失效而造成RV減速器整機(jī)失效。RV減速器的維修比較困難，且成本很高，這就要求RV減速器必須有很高的可靠性。

目前，針對(duì)RV減速器的可靠性分析研究，往往只關(guān)注某單一的失效模式，并不能真實(shí)而有效地反映RV減速器各種失效模式共同作用的結(jié)果，對(duì)整個(gè)RV減速器的可靠性評(píng)估，往往會(huì)得到過低或過高的結(jié)果。因此，提出一種能建立多失效模式下RV減速器可靠性模型，并同時(shí)對(duì)RV減速器的多種失效模式的可靠性進(jìn)行分析的方法具有重要的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是：為了解決現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人RV減速器可靠性分析中存在的以上問題，本發(fā)明提出了一種基于AK-MCS模型的多失效模式下工業(yè)機(jī)器人RV減速器的可靠性分析方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種多失效模式下工業(yè)機(jī)器人RV減速器的可靠性分析方法，包括以下步驟：

S1、對(duì)工業(yè)機(jī)器人RV減速器的失效模式進(jìn)行分析，選取主要失效模式作為可靠性分析對(duì)象；

S2、分析步驟S1中主要失效模式對(duì)應(yīng)的零部件及失效原因，確定失效物理模型和不確定因素，建立主要失效模式的功能函數(shù)；

S3、確定Kriging模型中的學(xué)習(xí)函數(shù)及學(xué)習(xí)停止條件，建立Kriging模型；

S4、根據(jù)步驟S2中主要失效模式的功能函數(shù)及步驟S3中Kriging模型，建立多失效模式下工業(yè)機(jī)器人RV減速器的基于Kriging模型和MonteCarlo仿真法的AK-MCS可靠性分析模型，得到多失效模式下的失效概率及可靠度。

進(jìn)一步地，所述步驟S1具體為：

根據(jù)工業(yè)機(jī)器人RV減速器的故障與維修統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人RV減速器的失效模式進(jìn)行總結(jié)和分析；并根據(jù)RV減速器的FMEA報(bào)告表，對(duì)各種失效模式的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做出分析，確定判斷標(biāo)準(zhǔn)，得到RV減速器的主要失效模式，具體包括：行星齒輪齒面磨損，行星齒輪輪齒斷裂，擺線輪齒面磨損，滾動(dòng)軸承磨損。

進(jìn)一步地，所述步驟S2具體包括以下分步驟：