數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代裝備制造業(yè)的“工業(yè)母機(jī)”,代表了一個國家制造業(yè)的發(fā)展水平。近些年來,我國數(shù)控機(jī)床經(jīng)歷了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,但在中高檔數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域,國產(chǎn)機(jī)床市場份額要遠(yuǎn)低于進(jìn)口機(jī)床,其主要原因之一是國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在可靠性方面與進(jìn)口機(jī)床相比差距明顯。因此,在《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》和“中國制造2025”中均將高檔數(shù)控機(jī)床列入重點支持領(lǐng)域,并提出“以提升質(zhì)量和可靠性”為該領(lǐng)域的重要發(fā)展目標(biāo)。而提高數(shù)控機(jī)床可靠性的關(guān)鍵在于提高關(guān)鍵功能部件的可靠性,盤式刀庫機(jī)械手是加工中心功能重要、故障率高、維修困難的關(guān)鍵功能部件之一,對其進(jìn)行可靠性研究對于提高加工中心整機(jī)的可靠性具有重要意義。可靠性研究要依賴于可靠性試驗,可靠性試驗是獲取機(jī)床及功能部件故障數(shù)據(jù)的主要技術(shù)途徑,但由于對常規(guī)應(yīng)力下的可靠性試驗周期長、獲取數(shù)據(jù)較少,所以本文采用加速試驗的方法對盤式刀庫機(jī)械手進(jìn)行可靠性研究。本文的主要研究內(nèi)容如下:1)根據(jù)用戶現(xiàn)場試驗所采集的故障數(shù)據(jù)對盤式刀庫機(jī)械手進(jìn)行FMEA分析,找出對盤式刀庫機(jī)械手影響較大的故障原因及故障機(jī)理,為后續(xù)加速試驗加速應(yīng)力的篩選提供依據(jù)。2)搭建盤式刀庫機(jī)械手可靠性試驗系統(tǒng)和狀態(tài)信號監(jiān)測... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

恒定應(yīng)力加速試驗示意圖（×為故障發(fā)生）

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文4數(shù)據(jù)來自于不同的應(yīng)力水平，因此將故障數(shù)據(jù)中的壽命信息進(jìn)行統(tǒng)一性的處理成為對步進(jìn)應(yīng)力試驗數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵，根據(jù)Nelson原理[20]，產(chǎn)品的剩余壽命僅與已損耗壽命和當(dāng)前應(yīng)力水平有關(guān)，而與壽命損耗方式無關(guān)，這使得使試驗樣品所產(chǎn)生的故障數(shù)據(jù)可以在不同加速應(yīng)力水平下進(jìn)行相互折算，從而進(jìn)行統(tǒng)計分析。Bhat-tachargga提出了步進(jìn)應(yīng)力試驗的損傷失效模型[21]，LC和YS針對Nelson原理提出了線性累積失效模型（LCEM），并研究其在步進(jìn)應(yīng)力試驗中的應(yīng)用[22]。茆詩松等給出了指數(shù)分布場合步進(jìn)應(yīng)力試驗的統(tǒng)計分析方法[23]。葛廣平等對步進(jìn)應(yīng)力試驗的最大似然估計（MLE）統(tǒng)計分析方法進(jìn)行改進(jìn)，使分析過程步驟流程化[24~26]。徐曉嶺等得出了壽命分布為Weibull分布且加速模型為逆冪律時，以定數(shù)截尾方式進(jìn)行步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗所得到故障數(shù)據(jù)的點估計和區(qū)間估計[27]。圖1.1恒定應(yīng)力加速試驗示意圖（×為故障發(fā)生）圖1.2步進(jìn)應(yīng)力加速試驗示意圖（×為故障發(fā)生）國內(nèi)學(xué)者第一次接觸到加速試驗是在70年代初，立即成為可靠性研究領(lǐng)域的熱點。目前國防科大、北航、中國航天科技集團(tuán)等院校及企業(yè)已經(jīng)在航天航空、汽車、電子、武器裝備等領(lǐng)域取得了一定的可靠性研究成果[28~33]。雷剛[34]對Weibull分布的參數(shù)估計在完全樣本下的情況進(jìn)行了研究。在雙應(yīng)力交叉步加壽命試驗場合下，孫天宇[35]等研究了Weibull的貝葉斯方法。陳文華、程依明、李新翼、葛

9第2章盤式刀庫機(jī)械手結(jié)構(gòu)及工作原理與故障模式分析盤式刀庫機(jī)械手作為加工中心的重要組成部分，也是加工中心同數(shù)控銑床的最大區(qū)別所在，由于其能夠?qū)崿F(xiàn)自動換刀，很大程度上提高了加工中心的工作效率和精度，與此同時，盤式刀庫的可靠性很大程度上決定了加工中心的可靠性水平。盤式刀庫作為典型的機(jī)、電、液一體化的復(fù)雜產(chǎn)品，其復(fù)雜程度也導(dǎo)致了盤式刀庫的故障率居高不下，故此，開展對盤式刀庫的結(jié)構(gòu)及工作原理和故障模式的深入研究和分析工作，對提高盤式刀庫以及加工中心的可靠性水平具有重大意義和價值。2.1盤式刀庫機(jī)械手的結(jié)構(gòu)與工作原理刀庫的作用是儲存多把刀具，使得一次裝夾工件就可完成一整套工序的加工。它的容量從幾把刀到上百把刀，加工中心刀庫的形式很多，結(jié)構(gòu)也各不相同。常見的刀庫有盤式刀庫、斗笠式刀庫和鏈?zhǔn)降稁�，三種刀庫在結(jié)構(gòu)與換刀方式上有所不同，但其工作原理都是選出目標(biāo)刀具，并通過換刀機(jī)械手將目標(biāo)刀具送入主軸。本文針對國產(chǎn)YP40-24型號盤式刀庫進(jìn)行研究分析，如圖2.1所示，其基本性能指標(biāo)見表2.1。該盤式刀庫刀具容量24把，刀具規(guī)格為BT40，該刀庫主要由刀盤電機(jī)帶動圓柱分度凸輪搭配單桿滾子軸承使其刀盤轉(zhuǎn)動，由機(jī)械手電機(jī)帶動弧面凸輪進(jìn)行機(jī)械手抓刀、拔刀、插刀等一系列動作，由氣動裝置實現(xiàn)其倒刀和回刀過程。圖2.1YP40-24型盤式刀庫機(jī)械手

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]混合分布下加速壽命試驗統(tǒng)計分析[D]. 高薇薇.西南交通大學(xué) 2018
[2]基于載荷譜的加工中心ATC系統(tǒng)加速壽命試驗[D]. 王劍.吉林大學(xué) 2017
[3]圓盤式刀庫狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)研制[D]. 張歡歡.吉林大學(xué) 2015
[4]某裝置發(fā)射閥的磨損加速壽命試驗和可靠性評估[D]. 劉劍峰.電子科技大學(xué) 2014
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[6]鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手自動換刀裝置可靠性試驗臺研究[D]. 朱振華.南京理工大學(xué) 2012
[7]圓盤式刀庫機(jī)械手自動換刀系統(tǒng)可靠性試驗臺研究[D]. 咸博.吉林大學(xué) 2011
[8]數(shù)控機(jī)床故障分析與可靠性評價技術(shù)的研究[D]. 羅巍.吉林大學(xué) 2011
[9]多元Weibull分布加速壽命試驗的最優(yōu)設(shè)計[D]. 陳露佳.華東師范大學(xué) 2010
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本文編號：3016994