[发明专利]一种考虑工况差异的数控机床可靠性评估的方法

说明书

本发明属于数控机床可靠性评估技术领域，涉及一种考虑工况条件差异的数控机床可靠性评估的方法，包括以下步骤：1、采集工况信息、故障数据及运行数据，进行数据整理；2、考虑工况条件差异的数控机床变参数幂律分布可靠性建模；3、筛选工况因素；4、模型参数估计；5、考虑工况条件差异的数控机床混合变参数幂律分布可靠性建模；6、对混合变参数幂律分布进行假设检验。本发明利用混合变参数幂律分布对同一工况水平中多种工况条件下的数控机床可靠性函数进行拟合，同时，能够综合的考虑多种工况因素对可靠性水平评估的影响；相比于传统的可靠性建模与评估方法，本发明能够准确的对不同工况水平中多种工况条件下的数控机床的可靠性进行评估。

技术领域

本发明属于数控机床可靠性评估技术领域，涉及一种考虑工况差异的数控机床可靠性评估的方法，更确切地说，本发明提出了一种考虑工况差异的数控机床混合变参数幂律分布的可靠性建模与评估的方法。

背景技术

数控机床作为装备制造业的工作母机，其用户遍及各个行业和地区，不同行业由于加工产品类型的不同使得数控机床加工过程中所处工况条件中的工况因素(如切削力、扭矩、切削速度等)存在很大的差异。而传统的数控机床可靠性建模与评估方法主要是基于故障数据的建模，没有考虑数控机床所处工况条件的差异对其可靠性的影响，这样就会降低数控机床可靠性建模与评估的准确性。研究表明：同型号同批次的数控机床由于所处的工况条件的不同，呈现出的可靠性水平差异很大。目前，在研究数控机床故障分布规律时，常用的故障分布模型是两参数或三参数的威布尔分布模型，其前提条件是故障间隔工作时间独立同分布，然而，数控机床是集机、电、液、气于一体的复杂可修系统，在数控机床发生故障之后，往往很难做到修复如新。因此，不应该将它们拟合成为一个威布尔分布模型。

发明内容

为了更好的对数控机床进行可靠性建模与评估，本发明利用大量的用户现场可靠性试验数据，提出了一种考虑工况差异的数控机床混合变参数幂律分布的可靠性建模与评估的方法。本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种考虑工况差异的数控机床可靠性评估的方法，包括以下步骤：

步骤1：采集工况信息、故障数据及运行数据，进行数据整理；

步骤2：考虑工况差异的数控机床变参数幂律分布可靠性建模；

步骤3：筛选工况因素；

步骤4：模型参数估计；

步骤5：考虑工况差异的数控机床混合变参数幂律分布可靠性建模；

步骤6：对混合变参数幂律分布进行假设检验。

技术方案步骤1中所述的工况信息是指在数控机床在发生故障或截尾时所处的工况条件中的各个工况因素，包括：数控机床信息、工件信息、刀具信息、切削参数及环境因素；

所述故障数据是指每一个故障的故障现象、故障部位、故障原因及故障处理内容；

所述运行数据是指数控机床在实际运行过程中的运行时间、停机时间和维修时间数据。

技术方案中所述数据整理是指：

假设共有K台数控机床，在数控机床用户现场可靠性试验过程中总共采集了n条故障数据，其中包括r条完整的故障数据及n-r条截尾数据，每台数控机床最多存在一个截尾数据， r＝n₁+n₂+...+n_q+...+n_K；n-r＝n₁+n₂+...+n_a+...+n_K；

n_q表示第q台数控机床共发生的故障数量；

n_a＝1表示第a台数控机床存在截尾数据；