目前國內(nèi)外在進(jìn)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(jìn)行解決： 結(jié)構(gòu)應(yīng)力方面、材料力學(xué)性能方面、強度理論[2()]和振動理論。當(dāng)前，大部分固 體力學(xué)計算將結(jié)構(gòu)應(yīng)力方面的問題作為重點，而材料力學(xué)性能是通過材料實驗 結(jié)合材料結(jié)構(gòu)條件進(jìn)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(zhǔn)則及理論[2()]，振動理論是在強度理論的基礎(chǔ) 上進(jìn)行模型建立、振動分析、參數(shù)識別等。
本文搭建了鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手可靠性試驗系統(tǒng)，進(jìn)行了鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手實 驗室可靠性試驗，實現(xiàn)了鏈?zhǔn)降稁斓念l繁換刀，暴露了鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)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?zhǔn)降稁旒皺C(jī)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(jìn)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?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手 的可靠性水平，為精工機(jī)床整機(jī)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(dá)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(dāng)時的軍方高層對軍用物品 如戰(zhàn)斗機(jī)、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(xué)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(jī);2. 機(jī)械手以及機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電機(jī)；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(jī)正 反轉(zhuǎn)、機(jī)械手電機(jī)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(hù)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(jī)械手 電機(jī)、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(hù)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(hù)、欠壓保護(hù)以及缺相和短 路過載保護(hù)功能。
試驗過程中要配備相關(guān)試驗人員進(jìn)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(zé)：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(jìn)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。
函數(shù)以及威布爾概率密度函數(shù)是確定的，且不含有積分形式，故采用最小二乘法 進(jìn)行參數(shù)估計，并用線性相關(guān)性系數(shù)進(jìn)行擬合檢驗，同時通過解析法以及圖形法 來驗證所選模型是否合理，若驗證合理，加工中心現(xiàn)場故障間隔時間的分布模型 為威布爾分布模型；若驗證不合理，加工中心現(xiàn)場故障間隔時間的分布模型有可 能是對數(shù)正態(tài)分布或者其他分布，通過具體分析排除后再次確定分析模型進(jìn)行相 關(guān)計算分析。
加工中心回轉(zhuǎn)工作臺系統(tǒng)是由伺服電機(jī)、蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)、齒輪傳動機(jī) 構(gòu)以及工作臺組成，傳動機(jī)構(gòu)在電機(jī)和工作臺之間進(jìn)行運動和能量的傳動，以 實現(xiàn)工作臺的精確轉(zhuǎn)動。在按照設(shè)計要求，伺服電機(jī)需要訂購FNAUC公司提供 的伺服電機(jī)；工作臺臺面設(shè)置為帶有T字形槽的工作臺臺面；回轉(zhuǎn)工作臺一般有 兩種傳動方式：一種是多級齒輪傳動，該傳動方式的結(jié)構(gòu)緊湊，只能完成回轉(zhuǎn) 功能，不能進(jìn)行自鎖且占用空間比較大；第二種傳動方式采用蝸輪蝸桿傳動和 齒輪傳動相結(jié)合的方式，該方式雖然傳動效率相對于第一傳動方式低，但其能 夠完成自鎖，并且占用空間小，結(jié)構(gòu)緊湊。兩種傳動方式進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，蝸輪 蝸桿傳動具有以下特點：
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