本文以國家科技重大專項(xiàng)為依托,以國產(chǎn)某系列臥式加工中心鏈?zhǔn)降稁旒白詣?dòng)換刀裝置(Automatic Tool Changer,ATC)為研究對象,應(yīng)用FMEA、SADT等技術(shù)建立鏈?zhǔn)降稁旒癆TC貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型,基于證據(jù)理論確定根節(jié)點(diǎn)故障率區(qū)間,基于貝葉斯推理進(jìn)行鏈?zhǔn)降稁旒癆TC可靠性分析,確定薄弱環(huán)節(jié),為有針對性實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品可靠性增長奠定基礎(chǔ)。首先分析國產(chǎn)某系列臥式加工中心鏈?zhǔn)降稁旒癆TC工作原理,對其進(jìn)行部件劃分,使用FMEA法得到部件、子系統(tǒng)間故障相關(guān)關(guān)系,據(jù)此采用結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計(jì)技術(shù)建立其SADT模型,基于模型間的映射關(guān)系,將SADT模型轉(zhuǎn)化為鏈?zhǔn)降稁旒癆TC貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型;其次針對鏈?zhǔn)降稁旒癆TC可靠性數(shù)據(jù)缺失導(dǎo)致貝葉斯網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)故障率不確定性問題,引入證據(jù)理論對設(shè)計(jì)、制造裝配與使用等階段可靠性信息進(jìn)行融合,以似然函數(shù)與信任函數(shù)表示部件故障率區(qū)間的上下限,計(jì)算出貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中根節(jié)點(diǎn)故障率區(qū)間;最后在鏈?zhǔn)降稁旒癆TC貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型及根節(jié)點(diǎn)故障率區(qū)間基礎(chǔ)上,結(jié)合貝葉斯正向、反向推理技術(shù)確定了鏈?zhǔn)降稁旒癆TC系統(tǒng)故障率區(qū)間及各根節(jié)點(diǎn)代表的部件后驗(yàn)故障率區(qū)間,并通過根節(jié)點(diǎn)重要度分析及后驗(yàn)故障率分析、葉節(jié)點(diǎn)故障率分析及基于離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的動(dòng)態(tài)分析等確定其可靠性薄弱環(huán)節(jié),為可靠性改進(jìn)指明方向。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG71
【部分圖文】：

對于鏈?zhǔn)降稁旒?ATC 系統(tǒng)，直接將其 SADT 模型轉(zhuǎn)化為 BN 結(jié)構(gòu)模型有較大難度，容易出現(xiàn)疏漏。這里先將各個(gè)子系統(tǒng) SADT 模型分別轉(zhuǎn)化為子系統(tǒng) BN結(jié)構(gòu)模型，再根據(jù)子系統(tǒng)間功能依賴關(guān)系連接各子系統(tǒng) BN 結(jié)構(gòu)模型，得到鏈?zhǔn)降稁旒?ATC 的 BN 結(jié)構(gòu)模型。SADT 模型向 BN 結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化遵循以功能為中心的原則，將系統(tǒng)狀態(tài)抽象為葉節(jié)點(diǎn)T ，將鏈?zhǔn)降稁旒?ATC 的 SADT 模型中各個(gè)基礎(chǔ)部件抽象表示為根節(jié)點(diǎn)lx，將由一個(gè)或多個(gè)基礎(chǔ)部件共同完成某功能抽象為中間節(jié)點(diǎn)my ，將完成該功能所需要的輸入條件、輸出條件分別表示為該中間節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)。本文使用 MATLAB 中的 BNT 工具箱建立鏈?zhǔn)降稁旒?ATC 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型。這里以儲(chǔ)刀選刀子系統(tǒng)為例，先將儲(chǔ)刀選刀子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系作為輸入條件，輸入如圖 2.7 所示代碼，得到圖 2.8 所示儲(chǔ)刀選刀子系統(tǒng)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型。

圖 2.8 儲(chǔ)刀選刀子系統(tǒng) BN 結(jié)構(gòu)模型對于整個(gè)鏈?zhǔn)降稁旒?ATC 系統(tǒng)，輸入節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)信息，最終得到鏈?zhǔn)降稁旒?ATC 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，模型中所有節(jié)點(diǎn)意義如表 2.5 所示。表 2.5 整個(gè)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)含義節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)含義節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)含義節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)含義節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)含義1x 支撐結(jié)構(gòu)16x 鍵塊、銷31x 拉桿8y 控制裝置2x 刀套鏈17x伺服電機(jī)232x空氣壓縮機(jī)9y 執(zhí)行裝置3x 刀套18x 凸輪33x三相交流電源10y主軸側(cè)松拉刀4x 減速機(jī)構(gòu)19x換刀傳動(dòng)桿34x數(shù)控硬件結(jié)構(gòu)11y機(jī)械手松拉刀5x 伺服電機(jī) 120x 驅(qū)動(dòng)用鏈35x數(shù)控軟件程序12y主軸松拉刀6x 鏈輪21x 錐齒輪36x 齒輪齒條13y 動(dòng)力源

取 a 0.6為例在坐標(biāo)紙上繪制圖3.4 所示隸屬函數(shù)曲線，由圖可知模糊子集之間存在以下包含關(guān)系：* * ** * * 1 2 37 6 5A A AA A A……………………………（3.23）表 3.3 修正后證據(jù)判斷假設(shè)評價(jià)準(zhǔn)則判斷假設(shè) 評價(jià)準(zhǔn)則極可靠1A 可靠程度最高，正常情況肯定不發(fā)生故障，故障率6 0.1 10 h 很可靠2A可靠程度很高，基本不發(fā)生故障，故障率6 60.1 10 h 0.5 10h 可靠3A可靠程度較高，故障率6 60.5 10 h 10h 臨界可靠4A可靠程度一般，正常情況可能發(fā)生故障，故障率6 610 h 10 10h 不可靠5A可靠程度較低，故障頻率一般，故障率6 610 10 h 50 10h 很不可靠6A可靠程度很低，故障頻率較高，故障率6 650 10 h 100 10h 極不可靠7A可靠程度極低

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2825908