在可靠性數據中，現場數據是對數量更多的產品進行收集，能更真實地的反 應刀庫及機械手的狀況，因此現場數據的分析結果更權威的對產品的設計和制造 給予評價，能夠更真實地反應產品趨于成熟期的可靠性水平。由此可見，現場數 據是很重要的可靠性數據，對其進行收集也是必不可少的。
本課題的研宄主要來源于國家自然科學基金項目“基于工件能耗屬性的制 造系統能效提升方法研宄”。
在龍門精工加工系統中無論是針對單電磁懸浮系統的控制還是多電磁懸浮系統 的控制，其控制目標就是為了減小電磁懸浮氣隙的輸出與給定之間的偏差，即電磁懸 浮系統的實際輸出的氣隙與設定的氣隙之間的偏差。懸浮氣隙的偏差是導致部件精度 下降的重要原因之一。由多電磁懸浮系統加工出來的部件其精度的高低是由多電磁懸 浮系統協調決定的。如果只是相對獨立的對各個單電磁懸浮系統的誤差進行控制而不 考慮其它電磁懸浮氣隙的情況以及整體的運行情況，那么加工出的部件就會存在很大 的誤差，尤其是在高速的情況下運行，當不同的電磁懸浮系統參數不一致時會因此導 致兩個系統不同步，使得加工出來的部件發生了形變。
基于無源控制理論本章介紹了單磁懸浮系統無源控制器的設計。首先建立了電磁 懸浮系統的能量函數，然后建立出電磁懸浮系統哈密爾頓方程，通過選取適當的互聯陣和耗散陣來重新建立電磁懸浮系統的哈密爾頓方程。通過三個哈密爾頓函數約束條 件來求解偏微分方程，從而推出單電磁懸浮系統無源控制器的表達式。無源控制器設 計簡單、易于實現。仿真結果表明無源控制器加快了單電磁懸浮系統較強的響應速度, 提高了其魯棒性，最終提高了懸浮精度。
由于時間的原因龍門精工加工中心雙電磁懸浮系統的耦合分析還有許多問題有 待解決。本文只對移動橫梁垂直方向的耦合情況進行了分析，而沒有同時對水平方向 由于直線電機導向單元不同步造成的耦合情況進行分析。今后可以在建立雙電磁懸浮 系統全新耦合模型、解耦算法設計以及解耦后獨立系統設計更先進的控制器來改善懸 浮系統的魯棒性等方面進行更深入的研究。
裝備制造業是制造業的基礎，其發展水平體現了一個國家的工業化水平，是 國家綜合實力和國際競爭力的主要象征，具有極其重要的戰略意義[1]。而裝備制 造業的基礎則是精工機床，精工機床發展水平的高低直接決定著裝備制造業整個 行業的水平。一個國家精工機床業的水平己經成為衡量該國制造業水平、工業現 代化程度和國家綜合競爭力的重要標志，直接關系到國家經濟建設和國防安全及 戰略地位[2][3]。
現場數據是產品的可靠性研究的基礎，但由于研發周期短、試驗成本高，企 業難以獲得足夠的可靠性數據[1()][49]，導致試驗單位獲得數據的難度增大，不能 從研發企業中直接獲得大量的試驗數據。這就要求試驗單位在產品出廠后派人進 行時時跟蹤記錄，從生產企業轉到用戶企業采集故障數據以及其他相關數據。圓 盤式刀庫自動換刀系統作為加工中心的關鍵功能部件之一，其可靠性水平是影響 機床整機的可靠性水平的主要因素之一。但是考慮到加工中心現場的實際情況： 加工時間包括換刀時間和工步持續時間這兩部分，換刀時間比較短，一般在 5s~10s之間，工步持續時間比較長，一般在3min~2h之間，故相對于工步持續 時間，換刀時間比較短，導致現場故障周期拉長，采集效率不高。這就要求除了 在現場采集數據外，試驗單位應該在實驗室的條件下，對其進行加速試驗，快速 激發其潛在故障，使故障在短時間內暴露出來，提高故障數據采集效率。
國內對可靠性這門學科的研宄可以追溯到20世紀五十年代，相對于美國、 德國、日本、加拿大等工業發達國家，我國的可靠性研宄起步晚，但在國際發展 的大環境下，我國對可靠性的研宄突飛猛進。20世紀80年代，我國相繼成立了 部級和*********可靠性機構：1981年成立了中國電子產品可靠性信息交換中心， 1985年成立了航空設備可靠性信息通信網，1987年成立了中國機械工業可靠性 技術研究中心，1988年成立了國防科工委質量與可靠性中心與信息交換網，1989 年成立了中國軍用電子產品可靠性委員會，1990年成立了中國質協可靠性專業 委員會，1994年國家技術監督局發出關于加強產品可靠性工作的若干意見的通 知mnw。現今，國家高度重視可靠性在各個領域的發展，將可靠性技術應用到 產品的研發、制造以及使用的各個階段。在精工機床領域，國家將精工裝備的可 靠性技術研究列為科技重大專項，針對精工機床的可靠性預測、預警、設計以及 可靠性的建模、評估和分配方法等方面展開了深入的研究。
試驗臺控制系統主要包括兩部分：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，以此完成自動換刀的動作。上位 機VB程序通過RS232串口實現與PLC通訊的，通過HostLink模式來直接給PLC 賦值以及讀取PLC返回來的數據。上位機具有時時顯示刀庫運行狀態以及記錄 刀庫運行數據的能力。
本章針對不同類型的試驗數據的分析方法進行了研宄。從整體上來講，試驗 數據分為兩種類型：一種為盤式刀庫自動換刀系統的故障數據。根據樣本量的不 同，實驗室故障數據和現場故障數據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換刀頻率。根據采集數據的難易程度，實驗室和現場頻率數 據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場換刀頻率的對比分析，發現實驗室換刀頻率要比現場換刀頻率高，有利于在短時間內激發自動 換刀系統的潛在故障，暴露換刀系統的薄弱環節。
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