數(shù)控機床裝配故障率建模與控制技術(shù)研究.pdf

1、高精度、高速、高可靠、高效率已成為數(shù)控機床重要的發(fā)展方向，其中，數(shù)控機床的可靠性不僅影響機床的正常工作，影響產(chǎn)品的市場占有率，甚至會影響我國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。由于數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點，裝配過程引起的故障占了數(shù)控機床整個壽命周期故障的大部分，同時國內(nèi)高檔數(shù)控機床制造廠商即使購買國外高質(zhì)量零部件，盡管這些零部件本身可靠性水平較高，但裝配完成后的產(chǎn)品可靠性卻還是達不到國外水平?？梢娧b配過程中對故障進行控制，或?qū)煽啃赃M行分析與控制對提高產(chǎn)品整機可

2、靠性具有非常重要的作用。
　　 論文結(jié)合國家重大專項項目，以國產(chǎn)某系列加工中心為研究對象，對數(shù)控機床裝配故障率的建模和控制技術(shù)進行了系統(tǒng)的研究。主要內(nèi)容如下：
　　 ①為了對數(shù)控機床裝配故障率的基礎(chǔ)理論進行研究，從數(shù)控機床生產(chǎn)模式的特點出發(fā)，分析了產(chǎn)品壽命周期故障率的分類以及數(shù)控機床裝配故障率的特點；以故障率與相關(guān)可靠性指標的關(guān)系分析為基礎(chǔ)，對裝配故障率與裝配可靠性的相互關(guān)系進行了討論；在裝配可靠性評價方法(Assemb

3、ly Reliability Evaluation Method，AREM)對裝配故障率的屬性分析基礎(chǔ)上，利用5M1E對數(shù)控機床裝配故障率的全屬性進行了分析，獲得的全屬性能夠?qū)崿F(xiàn)裝配故障率的定性定量研究；最后建立了數(shù)控機床裝配故障率的研究框架，為數(shù)控機床裝配故障率或裝配可靠性的進一步研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　 ②為了對數(shù)控機床裝配故障率進行屬性提取和建模分析，首先通過德爾菲法對數(shù)控機床裝配故障率的全屬性進行定量研究，并利用三角模

4、糊數(shù)對結(jié)果進行模糊處理；接著采用粗糙集和灰色關(guān)聯(lián)度結(jié)合的算法對數(shù)控機床裝配故障率的關(guān)鍵屬性進行提取，提取的關(guān)鍵屬性不僅能夠為數(shù)控機床裝配故障的進一步控制提供對象，而且通過數(shù)學模型能夠驗證該提取方法的有效性；然后通過最小二乘支持向量機(Least Squares Support Vector Machine，LSSVM)對數(shù)控機床裝配故障率的屬性進行建模，并利用遺傳算法對模型進行優(yōu)化；最后以某國產(chǎn)臥式加工中心為例對裝配故障率的屬性提取和建

5、模技術(shù)進行了分析，提取出了關(guān)鍵屬性，并建立了具有最優(yōu)參數(shù)的LSSVM模型。
　　 ⑧為了驗證上述建模技術(shù)和提取算法的有效性，建立了關(guān)鍵屬性的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過不同模型不同輸入的預測誤差對比分析建模技術(shù)和提取算法的優(yōu)越性，并以加工中心的數(shù)據(jù)為實例對該建模技術(shù)和提取算法進行了驗證。將驗證后的關(guān)鍵屬性作為數(shù)控機床裝配故障改進的重點，為了保證裝配故障的有效改進和控制，在6s設(shè)計方法(Design for six sigma，DFSS