650加工中心主要故障模式與薄弱環(huán)節(jié)的確定
VMC650加工中心主要故障模式與薄弱環(huán)節(jié)的確定5.2.1VMC650加工中心的FMECA分析針對VMC650加工中心，本文在數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的支持下，利用所建立的軟件平臺，實 施了主要功能系統(tǒng)的FMECA分析。分析從FMEA分析、CA定量分析等角度展開。首 先，對VMC650加工中心整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性框圖層次劃分，如圖5.15所示。其次對 VMC650加工中心的子系統(tǒng)，包括工作臺、換刀系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、主軸箱部位、機械傳 動系統(tǒng)、床身尾座系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、裝夾系統(tǒng)、CNC控制系統(tǒng)進(jìn)行了 具體的FMEA分析；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行了 CA定量分析。由于加工中心部件層次 結(jié)構(gòu)己經(jīng)基本確定，各子系統(tǒng)的分析步驟是相同的。下面僅以VMC650加工中心換刀系 統(tǒng)為例，說明應(yīng)用所開發(fā)軟件實施FMECA分析的具體步驟。(1) VMC650加工中心換刀系統(tǒng)的FMEA分析用戶登陸軟件后，單擊頂部的tab控件菜單，選擇FMEA故障記錄管理，進(jìn)入FMEA 分析。單擊左側(cè)的VMC650加工中心表示其整體構(gòu)造層次關(guān)系的樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行查詢。分 析換刀系統(tǒng)即單擊換刀系統(tǒng)，數(shù)據(jù)顯示區(qū)顯示VMC650加工中心換刀系統(tǒng)的故障，如圖 5.12所示。如果想對單個記錄進(jìn)行顯示，單擊右側(cè)的修改選中記錄項，可以具體查看換刀系統(tǒng)某個FMEA具體描述，如圖5.13所示。同時，用戶也可以對其中的故障項目進(jìn)行更新操作。為了結(jié)果更直觀，在圖5.12所 示的操作界面上，單擊右側(cè)的按鈕第五項，輸出為Excel功能，進(jìn)行輸出，如圖5.14所 示，輸出結(jié)果如圖5.15所示。(2)VMC650加工中心換刀系統(tǒng)的CA分析用戶登陸軟件后，單擊頂部的tab菜單，選擇危害性分析（定量），進(jìn)入CA分析。 FMEA分析后，可以進(jìn)行CA定量分析結(jié)果的查看。單擊左側(cè)的VMC650加工中心表示 其整體構(gòu)造層次關(guān)系的樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行查詢。分析換刀系統(tǒng)，即單擊換刀系統(tǒng)，數(shù)據(jù)顯示區(qū)顯示VMC650加工中心換刀系統(tǒng)的故 障，如圖5.16所示。選擇某單項記錄，單擊圖5.16右側(cè)的修改選中記錄項，可以查看換刀系統(tǒng)某具體單項的CA分析結(jié)果，如圖5.17所示。為了結(jié)果更直觀，在圖5.16所示的操作界面上，單擊右側(cè)的按鈕第三項，可實現(xiàn) Excel表格輸出，圖5.18為輸出文檔管理界面，圖5.19為輸出的換刀系統(tǒng)CA結(jié)果表。5.2.2VMC650加工中心FMECA結(jié)果分析及薄弱環(huán)節(jié)的確定經(jīng)過對加工中心軟件平臺下進(jìn)行的FMECA分析，在導(dǎo)出的FMECA故障Excel表 中，通過Excel餅狀圖或柱形圖的輸出，可以更直觀地把握產(chǎn)品VMC650加工中心不同 子系統(tǒng)運行情況、危害度狀況等。(1)產(chǎn)品危害度分析。對現(xiàn)有VMC650加工中心不同子系統(tǒng)的分析結(jié)果表明，子系 統(tǒng)危害度大小排序依次為電氣控制子系統(tǒng)，機械傳動子系統(tǒng)，刀架子系統(tǒng)，液壓控制子 系統(tǒng)，床身尾座子系統(tǒng)，裝夾子系統(tǒng)，潤滑子系統(tǒng)，測量子系統(tǒng)，CNC控制子系統(tǒng)。其余系統(tǒng)的產(chǎn)品危害度較小。各個子系統(tǒng)的危害度情況如圖5.20所示。:(2)典型f系統(tǒng)故障模式概率（頻率比）分析。選擇典型的刀庫系統(tǒng)、lU/G系統(tǒng)、 主軸箱部位進(jìn)行+系統(tǒng)故障模式概率（頻率比）分析。刀庫系統(tǒng)中，小能換刀故障模式 頻發(fā)，值得注意（見圖5.21、5.22)。5.2.3分機結(jié)果討論由前述的分析分析結(jié)果，可以得到以下結(jié)論：(1)產(chǎn)品危害度的分析結(jié)果顯示了不同子系統(tǒng)的危害程度，分析表明電氣控制子系 統(tǒng)的產(chǎn)品危害度******，VMC650加工中心電氣控制子系統(tǒng)對整個加工中心的運行、可靠 性的保證起著至關(guān)重要的作用。建議對電氣系統(tǒng)零部件采購，研發(fā)需要加強控制管理。(2)對各個子系統(tǒng)故障模式頻率比的研究揭示了子系統(tǒng)中那些故障頻出。例如，在 刀庫子系統(tǒng)中70%的故障是刀庫不能換刀，排除工人的操作不當(dāng)，這種現(xiàn)象非常不正常， 已經(jīng)嚴(yán)重影響了加工中心的F1常運行；在電氣子系統(tǒng)中，熱繼電器損壞故障頻發(fā)，該部 件的采購需要關(guān)注；在主軸箱部位系統(tǒng)中，主軸箱轉(zhuǎn)動不靈活、主軸定向角度偏移故障 頻發(fā)，考慮原因很可能軸承配合精度差，或在高速電主軸加工情況下，軸承材料產(chǎn)生磨 損變形。(3)VMC650加工中心FMECA分析結(jié)果為工人的R常維護(hù)、產(chǎn)品改進(jìn)設(shè)計提供了寶 貴的依據(jù)。對于頻出的故障企業(yè)用戶有必要提高其安全等級，即提高檢修頻次，以保證 系統(tǒng)的正常運行。最終，在產(chǎn)品升級過程中，對因結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷引起故障頻發(fā)的部分， 需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)、工藝上的改進(jìn)和完善。5.3本章小結(jié)本章首先介紹了 VMC650五軸聯(lián)動加工中心故障模式的調(diào)研收集，進(jìn)而建立了加工中心故障模式庫以及數(shù)據(jù)庫。然后介紹了通過使用開發(fā)的軟件平臺，實施對VMC650加工中心主要故障模式與薄弱環(huán)節(jié)的確定，給出了 FMECA分析結(jié)果，并針對結(jié)果提出 了一些改進(jìn)措施。