数控设备可靠性指标
数控机床关键部件制造过程可靠性指标体系研究
数控机床关键部件制造过程可靠性指标体系研究针对传统数控机床关键部件可靠性评价不考虑制造过程可靠性的问题，提出了面向制造过程的数控机床可靠性评价指标。
从加工阶段、装配阶段和测试阶段三个方面来考虑可靠性要素及指标，构建数控机床制造过程的可靠性评价指标体系，为数控机床制造过程可靠性提供参考。
标签：数控机床；制造过程；可靠性；评价指标目前国内数控机床的可靠性水平与国际先进数控机床相比处于劣势，尤其是高档数控机床，其可靠性水平已经严重影响了机床产业的成长，因此，研究数控机床制造过程的可靠性对于国内装备制造业有重要意义。
可靠性评价是可靠性管理体系中重要的一个环节，研究制造过程可靠性可以为数控机床和其关键部件的可靠性水平的提高提供帮助。
1 数控机床关键部件制造过程可靠性结构框架针对数控机床关键部件制造过程可靠性综合评价，本文主要从制造过程、关键零部件和评价要素三个维度进行分析。
数控机床关键部件制造过程主要包括加工、装配和测试阶段，分别研究制造过程各阶段的可靠性管理技术，才能确保制造过程数控机床的可靠性[1]。
在数控机床制造过程的不同阶段中，每个子系统或者关键功能部件的结构和功能不同，所选择的可靠性评价指标也必然不同。
通过对制造过程、关键零部件和评价要素三个维度进行分析，本文构建的数控机床制造过程可靠性综合评价三维结构框架。
从广义的角度，确定了制造过程可靠性评价的基本思路，即分别考虑制造过程、子系统或关键功能部件、评价要素三个维度，将制造过程分为加工阶段、装配阶段和测试阶段；将数控机床按照子系统或功能层次进行划分，选择需要评价的子系统或关键功能部件；将评价要素按照评价需要，选择制造过程可靠性评价中涉及的质量以及可靠性相关要素，进行可靠性评价分析，如图1所示。
2 数控机床关键部件制造过程可靠性指标分析（1）在数控机床制造企业中，生产人员较为密集，制造过程的各个阶段都涉及到人员，人员对于零部件加工的可靠度、装配的可靠度、测试的可靠度都会产生重要影响。
数控木工钻孔机床的性能指标与评估方法
数控木工钻孔机床的性能指标与评估方法数控木工钻孔机床作为木工加工行业中的重要设备之一，其性能指标的准确评估对于设备选型、使用效果和生产效率的提升具有重要作用。
本文将从机床的工作精度、加工效率、稳定性和可靠性等方面，详细介绍数控木工钻孔机床的性能指标及评估方法。
一、工作精度数控木工钻孔机床的工作精度是衡量其加工质量的重要指标之一。
常见的工作精度包括定位精度、重复定位精度和加工表面粗糙度等。
定位精度指机床在预定工作位置上的准确度，可以通过测量加工位置的偏差来评估。
常用的评估方法是在不同位置上进行多次加工，并测量加工位置，然后进行统计分析，计算出平均偏差值。
定位精度越高，加工位置的偏差越小，表示机床的定位稳定性越好。
重复定位精度是指机床在多次重复加工时，加工位置的重复性，通常通过加工同一位置多次，并测量其偏差来评估。
评估方法与定位精度类似，计算出平均偏差值，并进行统计分析。
重复定位精度越高，加工位置的偏差越小，表示机床的重复性越好。
加工表面粗糙度是指木材加工后表面的光滑程度，常用的评估方法是使用表面粗糙度测试仪进行测量，并根据国际标准进行评分。
加工表面粗糙度越小，表示机床的加工质量越高。
二、加工效率加工效率是评估数控木工钻孔机床的另一个重要性能指标。
加工效率的高低直接影响到生产效率和经济效益。
加工速度是衡量机床加工效率的重要指标之一。
常见的加工速度包括进给速度和主轴转速。
进给速度越大，表示机床的工作效率越高；主轴转速越高，表示机床的加工速度越快。
换刀时间是指机床完成一次换刀操作所需的时间。
换刀速度越快，表示机床连续加工的间隔时间越短，生产效率越高。
自动化程度也是衡量机床加工效率的重要指标之一。
常见的自动化功能包括自动送料、自动定位和自动换刀等。
机床的自动化程度越高，操作人员的人力成本越低，生产效率也越高。
三、稳定性与可靠性稳定性与可靠性是数控木工钻孔机床评估的另一个重要方面。
机床的稳定性和可靠性直接关系到设备的使用寿命和故障率。
数控机床的技术指标
数控机床的技术指标数控机床的技术指标包括规格指标、精度指标、性能指标和可靠性指标。
1.规格指标：规格指标是指数控机床的基本能力指标，主要有以下几方面：行程范围：坐标轴可控的运动区间，它反映该机床允许的加工空间，通常情况工件的轮廓尺寸应在加工空间的范围之内，个别情况，工件轮廓也可大于机床的加工范围，但其加工范围必须在加工空间范围之内。
工作台面尺寸：它反映该机床安装工件大小的最大范围，通常应选择比最大加工工件稍大一点的面积，这是因为要预留夹具所需的空间。
承载能力：它反映该机床能加工零件的最大重量。
主轴功率和进给轴扭矩：它反映该机床的加工能力，同时也可间接反映机床刚度和强度。
控制轴数和联动轴数：数控机床控制轴数通常是指机床数控装置能够控制的进给轴数目。
现在，有的数控机床生产厂家也认为控制轴数包括所有的运动轴，即进给轴、主轴、刀库轴等。
数控机床控制轴数和数控装置的运算处理能力、运算速度及内存容量等有关。
联动轴数是指数控机床控制多个进给轴，使它们按零件轮廓规定的规律运动的进给轴数目。
它反映数控机床实现曲面加工的能力。
2.精度指标：几何精度：它是综合反映机床的关键零部件和总装后的几何形状误差的指标。
这些指标可分为两类：第一类是对机床的根底件和运动大件（如床身、立柱、工作台、主轴箱等）的直线度、平面度、垂直度的要求，如工作台的平面度、各坐标轴运动方向的直线度和相互垂直度、相关坐标轴到归与工作台面、T形槽侧面的平行度等第二类是对机床执行切削运动的主要部件—主轴的运动要求，如主轴的轴向窜动、主轴孔的径向跳动、主轴箱移动导轨与主轴轴线的平行度、主轴轴线与工作台面的垂直度（立式）或平行度（卧式）等。
位置精度：它是综合反映机床各运动部件在数控系统的控制下空载所能到达的精度。
根据各轴能到达位置精度就能判断出加工时零件所能到达的精度。
这类指标主要有：定位精度：它是指数控机床各移动轴在确定的终点所能到达的实际位置精度，其误差称为定位误差。
数控机床可靠性技术的发展（四篇）
数控机床可靠性技术的发展在我国的中高档数控机床市场，由于国产数控机床的可靠性较低，也就成为了占有率较低的主要原因，而且可靠性已经成为国内数控机床的一个重要技术瓶颈。
1.数控机床可靠性概念及指标1.1数控机床可靠性所谓的数控机床可靠性，就是指数控机床产品及其系统能够在限定时间内完成一定的动作指令的能力。
1.2数控机床可靠性指标对于数控机床可靠性主要有以下两个指标：第一，平均无故障时间（MeanTimeBetweenFailure，简称MTBF），就是指数控机床产品连续发生两次故障之间的平均时间。
这种平均故障时间常用做数控机床可靠性评价的一个定量指标。
该数值越大，说明系统的可靠性越高。
第二，平均故障修复时间（MeanTimeToRepair，简称MTTR)，一般是指系统修复一次故障所需要的时间，其所需的流程是确认失效配件获得维修重新投入使用。
当该数值越小时，该系统的可靠性越高。
2.数控机床可靠性技术存在的问题2.1数控机床可靠性研究的学者和机构较少由于数控机床可靠性技术的研究需要很多部门、学科的交叉工作，并且耗时、耗资，再加上研究成果获得较慢。
与一些关键共性技术的研究相比，国内很少有专门对数控机床可靠性进行较大力度的研究，那么能够对数控机床可靠性进行研究的科研机构非常稀缺，一直没能形成一套完整的技术体系。
2.2数控机床可靠性数据积累薄弱对于数控机床的可靠性数据而言，不但要有数控机床的故障数据，也需要一些维修、载荷数据等。
虽然我国已经积累了一定的数控机床故障、维修以及载荷数据等，然而很多数据也仅是针对某一型号的数控机床而已，并不能涵盖较大的用户群体和多样的数控机床类型。
那么就会使得数控机床进行可靠性设计时，不能得到较多的经验值，故使得我国的数控机床的可靠性设计严重先天不足。
2.3数控机床故障机理研究不足目前大多数都是以故障独立为假设的条件下进行研究，然后对数控机床的故障数据进行可靠性建模，继而评估故障所带来的危害性。
数控机床可靠性技术的分析与研究
数控机床可靠性技术的分析与研究作者时振伟摘要：当前数控技术在各个领域的广泛应用，促进了各个领域的极大发展。
数控机床具有精密、高效、柔性自动化和易于实现工艺复合和信息集成等的诸多特点，特别适於加工复杂形状的零件，因而成为现代先进制造技术最重要的基础装备和世界机床市场的主流产品，备受到机械制造企业的青睐。
但是数控机床市场仍然存在风险，数控机床技术也有诸多不完善之处，因此要想更好发挥数控技术的特点，就要将其故障率降低，所以数控机床可靠性技术也就显得尤为重要。
本文主要是针对数控机床可靠性技术展开，对其进行分析研究。
关键词：数控技术数控机床可靠性可靠性指标数控机床故障一、数控技术、数控机床及可靠性技术概念阐释及可靠性指标1.数控技术简称数控（Numerical Control ）就是用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。
它通常是对位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量的控制。
2.数控机床数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。
程序控制系统能够处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并且将其进行译码，用代码化的数字表示出来，通过信息载体输入数控装置。
经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作使其按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
3.数控机床可靠性数控机床产品、数控系统在其规定的特有条件下及规定的时间内，完成规定功能的能力，称为数控机床可靠性。
4.数控机床可靠性指标平均无故障时间MTBF、平均故障修复时间MTTR、可用度A。
平均无故障时间（Mean Time Between Failure，简称MTBF），是指产品从一次故障到下一次故障的平均时间。
平均故障修复时间（Mean Time To Repair，简称MTTR)，是随机变量恢复时间的期望值。
它包括确认失效发生所需的时间，和维护所需要的时间，获得配件的时间，维修团队响应的时间，记录所有任务的时间，还有将设备重新投入使用的时间，即指系统修复一次故障所需要的时间。
数控机床加工精度标准
数控机床加工精度标准数控机床是一种高精度、高效率的自动化机床，其加工精度直接影响到产品的质量和性能。
因此，制定数控机床加工精度标准是十分必要的。
本标准将为数控机床的加工精度提供一套全面、实用的参考指标，以便机床制造商和使用者对加工过程进行有效的控制和评估。
标准制定原则1. 安全性：标准应确保机床在正常运行条件下不会对操作者或环境造成伤害。
2. 可靠性：标准应考虑机床的可靠性，包括结构、传动系统、控制系统和零件的耐用性等。
3. 精度：标准应对机床的加工精度提出明确要求，包括尺寸精度、形状精度、表面粗糙度等。
4. 效率：标准应考虑机床的加工效率，包括切削速度、进给速度、刀具寿命等。
5. 环保：标准应鼓励采用环保技术和材料，减少机床运行过程中的噪音、振动和废弃物。
加工精度标准1. 尺寸精度：机床应能准确加工出规定的尺寸，误差应在±0.01mm以内。
2. 形状精度：机床加工出的零件形状应与设计图纸相符，误差应在±0.02mm以内。
3. 表面粗糙度：机床加工出的零件表面粗糙度应符合设计要求，一般应在Ra0.8-Ra1.6之间。
4. 切削速度：机床在正常加工条件下，切削速度应达到设计要求，以充分发挥机床的性能。
5. 进给速度：机床在正常加工条件下，进给速度应稳定并符合设计要求。
6. 重复精度：机床在重复加工同一零件时，尺寸和形状误差应在±0.02mm以内。
7. 刀具寿命：机床使用的刀具寿命应符合设计要求，以保证加工效率和精度。
8. 热稳定性：机床在连续加工过程中，应能保持稳定的加工精度和效率，不出现明显的热变形。
9. 振动和噪声：机床运行过程中产生的振动和噪声应符合国家相关标准和企业标准。
检验方法1. 采用千分尺、量规、块规等测量工具对机床的尺寸精度进行检测。
2. 采用光学显微镜、电子显微镜等仪器对零件的形状精度和表面粗糙度进行检测。
3. 采用测速仪等仪器对机床的切削速度和进给速度进行检测。
数控机床可靠性教学大纲
数控机床可靠性教学大纲数控机床可靠性教学大纲引言：数控机床作为现代制造业的关键设备之一，其可靠性对于保障生产线的稳定运行至关重要。
数控机床可靠性教学旨在培养学生对于数控机床可靠性的深入理解和分析能力，为他们成为优秀的数控机床工程师打下坚实的基础。
一、基础概念与原理1.1 数控机床可靠性的定义数控机床可靠性是指数控机床在特定条件下，按照规定的功能要求，能够在一定时间内正常运行的能力。
1.2 数控机床可靠性的评估指标介绍数控机床可靠性评估的常用指标，如平均无故障时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）等。
1.3 数控机床可靠性的影响因素探讨数控机床可靠性的影响因素，包括设计质量、制造工艺、运维管理等。
二、数控机床可靠性分析方法2.1 故障树分析法介绍故障树分析法的基本原理和步骤，以及如何利用故障树分析法进行数控机床可靠性分析。
2.2 故障模式与影响分析法介绍故障模式与影响分析法的基本原理和步骤，以及如何利用该方法进行数控机床可靠性分析。
2.3 可靠性块图法介绍可靠性块图法的基本原理和步骤，以及如何利用可靠性块图法进行数控机床可靠性分析。
三、数控机床可靠性设计与改进3.1 数控机床可靠性设计原则介绍数控机床可靠性设计的基本原则，包括冗余设计、可靠性增强和故障预防等。
3.2 数控机床可靠性改进方法探讨数控机床可靠性改进的常用方法，如故障预测与预防、维修策略优化等。
四、数控机床可靠性维护与管理4.1 数控机床可靠性维护策略介绍数控机床可靠性维护的策略，包括定期维护、预防性维护和故障修复等。
4.2 数控机床可靠性管理体系探讨建立数控机床可靠性管理体系的重要性和方法，包括故障记录与分析、维修记录与统计等。
五、数控机床可靠性实践案例分析通过实际案例分析，展示数控机床可靠性理论在实际工程中的应用和效果。
结语：数控机床可靠性教学的目标是培养学生掌握数控机床可靠性的基本概念、分析方法和设计原则，以及实践应用能力。
通过系统的学习和训练，学生将能够成为能够解决数控机床可靠性问题的专业人才，为制造业的发展做出贡献。
数控机床的运动性能指标和精度指标
数控机床的运动性能指标和精度指标数控机床的运动性能指标主要包括：(1)主轴转速数控机床的主轴一般均采用直流或交流调速主轴电动机驱动，选用高速精密轴承支承，保证主轴具有较宽的调速范围和足够高的回转精度、刚度及抗振性。
目前，数控机床的主轴转速已普遍达到5000~10000r／min，甚至更高，这样对各种小孔加工以及提高零件加工质量和表面质量都极为有利。
(2)进给速度数控机床的进给速度是影响零件加工质量、生产效率以及刀具寿命的主要因素。
它受数控装置的运算速度、机床动特性及工艺系统刚度等因素的限制。
目前国内数控机床的进给速度可达10～15m ／min，国外数控机床的进给速度一般可达15~30m／min。
(3)坐标行程数控机床坐标轴的行程大小，构成数控机床的空间加工范围，即加工零件的大小。
坐标行程是直接体现机床加工能力的指标参数。
(4)摆角范围具有摆角坐标的数控机床，其转角大小也直接影响到加工零件空间部位的能力。
但转角太大又造成机床的刚度下降，因此给机床设计带来许多困难。
(5)刀库容量和换刀时间刀库容量和换刀时间对数控机床的生产率有直接影响。
刀库容量是指刀库能存放加工所需要的刀具数量，目前常见的中小型数控加工中心多为16~60把刀具，大型数控加工中心达i00把刀具。
换刀时间指带有自动交换刀具系统的数控机床，将主轴上使用的刀具与装在刀库上的下一工序需要的刀具进行交换所需要的时间．目前国内数控机床均在10~20s内完成换刀，国外不少数控机床的换刀时间仅为4～5s。
数控机床的主要精度指标如下：(1)定位精度是指数控机床工作台等移动部件在确定的终点所达到的实际位置的精度，即实际位置与指令位置的一致程度，不一致量表现为误差，因此移动部件实际位置与指令位置之间的误差称为定位误差。
被控制的机床坐标误差即定位误差,包括驱动此坐标的控制系统(伺服系统、检测系统、进给系统等)的误差在内，也包括移动部件导轨的几何误差等。
定位误差将直接影响零件加工的位置精度。
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数控机床可靠性的四项指标
（1）平均无故障间隔时间
平均无故障间隔时间，MTBF （Mean Time Between Failures ）是指对可修复产品，相邻故障工作时间的平均值，是衡量可靠性的重要指标，具体数值在产品标准中给出。
据统计，数控系统最低可接受的MTBF 不应该低于3000h 。
统计资料表明，国外数控系统的MTBF 为
5000h~22000h 。
对可靠性的评估，主要是考核无故障性参数。
数控系统丧失规定的功能称为故障。
平均无故障工作时间能准确反映数控设备正常工作的时间。
它是指一次故障发生后，到下次故障发生前无故障间隙工作时间的平均值。
MTBF 的观测值可用如下公式计算： MTBF =1N 0∑i =1n t i =∑i =1n t /∑i =1n
r i 式中，N 0为在评定周期内机床累计故障频数；n 为机床抽样台数；i t 为在评定周期内第i 台机床实际工作时间h ，r i 为在评定周期内第i 台机床出现故障的频数。
数控机床经过早期磨损期后，消除了早期故障，进入正常工作阶段，其工作基本控制在偶然失效阶段，可以认为其故障间隔时间服从指数分布。
数控机床故障间隔时间的区间估计一般取置信区间水平为1-α=90%，即真值落在估计区间的概率为90%。
其双侧置信区间按下式估计：
其单侧置信区间按下式估计：
θ>2T X 0.102(2r +2)=θL
式中，r 为发生故障的次数；T 为定时截尾试验时间，X 0.052、X 0.952、X 0.102为参数为
0.05、0.95、0.10的分布数。
评定时根据数控机床发生故障的次数及相关发生的时间，然后按照上述公式进行计算即可。
MTBF 越长表示可靠性越高，正确工作能力越强。
（2）平均修复时间
平均修复时间（Mean Time To Repair）又称平均事后维修时间，是从发现故障到机床恢复规定性能所需修复时间的平均值，简称MTTR。
它包括确认失效发生所必需的时间、维修所需要的时间、获得配件的时间、维修团队的响应时间、记录所有任务的时间以及将设备重新投入使用的时间。
MTTP不仅和产品本身设计相关，而且和使用方法、维修水平、备件策略也密切相关。
MTTR的观测值可用如下公式计算：
MTTR=1
N
∑
i=1
n
t
mi
式中，N0为评定周期内的故障总次数；t mi为在评定周期内第i台机床的实际修复时间。
（3）固有可用度
固有可用度又称有效度(Availability)，是在规定的使用条件下，机械设备及零部件保持其规定功能的概率，简称A。
有效度是评价设备利用率的一项重要指标，也是直接制约设备生产能力的重要因素。
有效度是时间的函数，一般提到有效度是指时间t趋于∞时的瞬时有效度，它是数控机床平均无故障工作时间相对于平均无故障时间与平均修复时间和的比率，即在某个观察时间内，产品可工作时间对不可工作时间与可工作时间之和的比，因此有效度的观测值可用如下公式计算：
（4）精度保持时间
精度保持时间（T k）是数控机床在两班工作制和遵守使用规则的条件下，其精度保持在机床精度标准规定的范围内的时间。
其观测值以抽取的样机中精度保持时间最短的一台机床的精度保持时间为准。
以上4个评定指标中，MTBF侧重于数控机床的无故障性，是最常用的评定指标；MTTR反映了数控机床的维修性，即进行维修的难易程度；固有可用度A综合了反映无故障性和维修性，即有效性；精度保持时间反映了数控机床的耐久性和可靠寿命。