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數控系統開發中的廣義可靠性增長

2014-12-13 瀏覽量 3013

【摘要】介紹了廣義可靠性的概念,提出了數控系統開發中廣義可靠性增長的兩大連徑以及具體的操作程序。
關鍵詞:數控系統:廣義可靠性

數控系統正廣泛應用于各類機電設備上,由于數控系統的復雜性以及控制的重要性,一般來說,對它的可靠性要求都較高。高的可靠性是先進的控制方法得以應用的保證。但任何產品的可靠性提高到了一定程度,再提高就很困難,雖花費很大的代價但收效甚微。因為到了這種程度,能排除的缺陷都已被排除,只剩下不能控制也不能預測的缺陷.這些缺陷所引起的故障就是偶然故障.是難以消除的。

對于大多數數控系統,盡管要求較高的可靠性,但也不是完全不允許出故障,所以,都屬于可修復系統。既然是可修復系統.只談系統的狹義可靠性已無多大實際意義,而是要考慮維修在內的廣義可靠性。

1廣義可靠性的概念

廣義可靠性也稱有效性。對可修復產品來說,它是將可靠性和維修性綜合起來評價產品的。廣義可靠度是廣義可靠性的衡量指標,是產品在指定對刻.能保持工作能力的概率。用A(t)表示,它是時間的函數。如A(300)=0.96,即意味著100臺設備在規定工作時間300小時內,平均有96臺設備處在正常狀態可以運行。至于這期間有幾臺出現故障,在什么時候出故障都無關.只要在規定的時間內修好,保證到300小時時有96臺完好就算滿足了指標。若是一臺設備A=096則表示該設備有96%的時間處于有效狀態,允許中間出現故障停車修理。這與R(300)=096不同,R(300)=096表示一臺設備正常運行300小時無故障的可能性為96%。廣義可靠性常用瞬時有效度A(1)、平均有效度(T)、時間有效度A來表示。


對于偶然故障型產品所發生的故障是不隨時問變化,無故障工作時聞的分布一般用指數分布來描述,即故障率λ為常數。同樣,產品的修理時間也常用指數分布來描述,即修理率μ為常數。太多數情況下,不能工作時間即為修理時間。所以


從此式可以看出:減小λ或增大μ都可以增大A值。所以,對于可修復系統廣義可靠性的增長可以通過提高可靠性,也可以通過提高維修性來實現。

2數控系統廣義可靠性的增長

數控系統廣義可靠性增長,必須綜合考慮可靠性和維修性的增長。當然,可靠性的增長仍要放在優先的地位。只有當用于可靠性增長的費用已經超出了因可靠性增長而節省的維修費用和停機損失,而用戶無特殊要求時,就不要再繼續追求可靠性增長。接下去的工作重點應轉移到提高維修性上來。

在數控系統開發中,如能減少成本甚至能不花錢就能提高可靠性或維修性的措施,當然是最好的;還有能同時提高可靠性和維修性的措施,也要優先實施。

2.1同時提高可靠性和維修性的措施

(1)盡量簡化設計,即盡量使電路簡單、元器件個數步、品種少、集成度高;

(2)盡可能實現元器件、部件的標準化、系統化、通用化;

(3)數控軟件盡可能采用模塊化設計。

2.2既提高可靠性又降低成本的措施

盡量以軟件代替硬件來實現所需的功能。軟件的成本相對教低,而可靠性相對較高,在運行速度要求不是很高的時候,應充分發揮軟件的功能.以減少元器件的數目,提高系統的可靠性。

2.3數控系統可靠性增長的常用措施

(1)提高薄弱環節的可靠性,在關鍵部位采用冗余設計;

(2)優選零件種類,降負荷使用電氣器件,以降低故障率;

(3)設計電路考慮繼承性;

(4)考慮瞬態電流電壓的保護.盡可能設計對元器件參數漂移不敏感的電路;

(5)盡量減少接點數量,提高接點質量。印制板的插頭采用雙面連接;

(6)采用硬件的抗干擾設計。如進行電源干擾的隔離,強電和弱電的光電隔離,對電磁干擾的屏蔽等;通過這些措施來防止軟件的丟失和變化,以提高軟件運行的可靠性;

(7)軟件設計中防干擾,如能自動剔除超極限的數值;能自動對非法的數據進行判斷井去除。

如在GICC數控系統中,為了提高可靠性,設置了急停功能。若遇意外情況,按STOP鍵,則刀架立即停止運動,同時在屏幕右上角顯示STOP字樣,而且考慮了在急停后的后繼操作。從而可以避免太的故障的發生。

2.4提高數控系統的維修性的常用措施

(1)簡化維修。降低維修的難度和復雜性;減少維修的次數和時間;降低維修人員數量以及對維修設備的要求;使用具有良

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