試驗臺控制系統(tǒng)主要包括兩部分：1.下位機PLC控制。2.上位機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（常開觸點閉合, 常閉觸點斷開），進而控制試驗臺的機械系統(tǒng)，以此完成自動換刀的動作。上位 機VB程序通過RS232串口實現(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)。上位機具有時時顯示刀庫運行狀態(tài)以及記錄 刀庫運行數(shù)據(jù)的能力。
本章針對不同類型的試驗數(shù)據(jù)的分析方法進行了研宄。從整體上來講，試驗 數(shù)據(jù)分為兩種類型：一種為盤式刀庫自動換刀系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)。根據(jù)樣本量的不 同，實驗室故障數(shù)據(jù)和現(xiàn)場故障數(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 一種為自動換刀系統(tǒng)換刀頻率。根據(jù)采集數(shù)據(jù)的難易程度，實驗室和現(xiàn)場頻率數(shù) 據(jù)分布采用直接計算法和近似求取法。通過實驗室換刀頻率與現(xiàn)場換刀頻率的對比分析，發(fā)現(xiàn)實驗室換刀頻率要比現(xiàn)場換刀頻率高，有利于在短時間內(nèi)激發(fā)自動 換刀系統(tǒng)的潛在故障，暴露換刀系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。
目前國內(nèi)外在進行結(jié)構(gòu)體設(shè)計過程中，無論單個零部件還是裝配體部件都 要面臨一個問題一結(jié)構(gòu)強度問題。結(jié)構(gòu)強度問題一般需要從四個方面進行解決： 結(jié)構(gòu)應(yīng)力方面、材料力學性能方面、強度理論[2()]和振動理論。當前，大部分固 體力學計算將結(jié)構(gòu)應(yīng)力方面的問題作為重點，而材料力學性能是通過材料實驗 結(jié)合材料結(jié)構(gòu)條件進行解決，強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)的強度計算準則及理論[2()]，振動理論是在強度理論的基礎(chǔ) 上進行模型建立、振動分析、參數(shù)識別等。
本文搭建了鏈式刀庫及機械手可靠性試驗系統(tǒng)，進行了鏈式刀庫及機械手實 驗室可靠性試驗，實現(xiàn)了鏈式刀庫的頻繁換刀，暴露了鏈式刀庫及機械手設(shè)計缺 陷或薄弱環(huán)節(jié)，并在接下來的文章中對鏈式刀庫及機械手實驗室試驗和現(xiàn)場試驗 分別制定了試驗方案和數(shù)據(jù)收集方法，制定了數(shù)據(jù)收集所需的運行記錄表、故障 記錄表、加工工序記錄表等，并在文章第五章對所收集的數(shù)據(jù)進行了建模分析, 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)，得出了鏈式刀庫及機械手 的可靠性水平，為精工機床整機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/相乘的矩陣非對角線元素不為零，即每一個電磁懸浮系統(tǒng)的加速度表達式中都會含有與另外一個電磁懸浮系統(tǒng)電磁力 相關(guān)的項，因此雙電磁懸浮系統(tǒng)存在一定的耦合關(guān)系。
國外對可靠性技術(shù)的研宄可以追溯到二戰(zhàn)時期，當時的軍方高層對軍用物品 如戰(zhàn)斗機、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。美國軍部 在上個世界五十年代開始系統(tǒng)的從事可靠性研宄，1952年美國成立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 獨立的工程學科[13]。這時的可靠性研究主要是針對電子產(chǎn)品，其他領(lǐng)域涉獵的很 少，還很空白。
實驗室搭建試驗臺采用的是國內(nèi)某知名關(guān)鍵功能部件生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的YP系 列圓盤刀庫自動換刀系統(tǒng)，型號為YP40-24T ,如圖2.1所示。被試圓盤刀庫的主體結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個部分：1.刀盤以及刀盤旋轉(zhuǎn)電機;2. 機械手以及機械手旋轉(zhuǎn)電機；3.刀套垂直與水平氣缸4.刀庫分度裝置，控制刀 盤旋轉(zhuǎn)是一個轉(zhuǎn)位一個轉(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,在控制刀盤電機正 反轉(zhuǎn)、機械手電機與控制強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,起到保護主干線電路以及支干線電路的作用，同時保證各自的相互 獨立性，互不干擾；主干線上的交流接觸器KM1起到控制各個支線路的通斷的 作用，而支干線上的交流接觸器KM2、KM3以及KM4則分別起到控制機械手 電機、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、欠壓保護以及缺相和短 路過載保護功能。
試驗過程中要配備相關(guān)試驗人員進行跟蹤試驗，同時查看換刀系統(tǒng)控制 柜是否在安全范圍內(nèi)。同時試驗人員要明確自己的職責：1) 了解試驗臺操作說 明書以及相關(guān)技術(shù)文件內(nèi)容；2)在試驗過程中試驗臺遇見突發(fā)故障時，知道如 何處理，能夠冷靜對待；3)在試驗結(jié)束后，要明確知道如何記錄試驗數(shù)據(jù)，包 括刀庫運行時間、換刀次數(shù)以及試驗故障等。在整個試驗過程中要同時配備設(shè)備 維修人員以及故障分析處理人員來協(xié)助試驗人員，保證試驗的順利進行。
圓盤式刀庫自動換刀系統(tǒng)的可靠性試驗數(shù)據(jù)來源于實驗室可靠性試驗以及 現(xiàn)場加工中心可靠性試驗。根據(jù)不同類型的數(shù)據(jù)采用不同的分析方法。
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