CN102023636A - 一种机床数控系统的加速寿命试验方法 - Google Patents

一种机床数控系统的加速寿命试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机床数控系统的加速寿命试验方法,该方法通过对机床数控系统进行加速寿命试验,然后通过对试验数据进行分析、处理,进而评估机床系统的平均无故障时间;用本发明的加速试验方法,所获得的试验数据的一致性要好于现场收集数据的一致性;可以快速对机床数控系统的寿命分布情况和故障发生情况做出评估。

Description

一种机床数控系统的加速寿命试验方法
技术领域
[0001] 本发明涉及机床数控系统可靠性评估试验领域,尤其涉及一种机床数控系统的 加速寿命试验方法。
背景技术
[0002] 机床数控系统的平均无故障工作时间指标是机床数控系统可靠性的一项综合性 指标,直接影响产品的市场占有率。目前,机床数控系统的平均无故障工作时间评估有 两种方法:1)用户现场统计法;2)利用加速寿命试验获取试验数据,然后进行统计分 析。用户现场统计法是通过收集用户现场使用的故障数据,然后对数据进行统计处理, 进而实现对机床数控系统的无故障时间评估。但由于用户的类型、地区、运行环境、工 况、操作人员水平、实际加工的零件、使用技术条件等方面存在差异,导致数据记录准 确度、系统故障与机床故障的甄别准确程度难以保证,同时现场收集故障数据的周期很 长,一般要2年以上。利用加速寿命试验获取试验数据,可以弥补上述缺点,但目前存 在的三种加速寿命试验方法(恒定应力加载寿命试验方法、步进应力加速寿命试验方法 和序进应力加速寿命试验方法)不能实现快速获得机床数控系统的故障数据的目的,主 要原因为:恒定应力加速寿命试验需要分组试验,试验周期长;步进应力和序进应力加 载过程具有不可逆的特点,不适用于可维修的产品。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种机床数控系统加速寿命试验 方法,该方法可以用来快速获得机床数控系统的故障数据,进而实现快速评估机床数控 系统的平均无故障工作时间的目的。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种机床数控系统的加速寿命试 验方法,它包括以下步骤:
[0005] (1)对机床数控系统进行抽样,将抽样的机床数控系统放置在温度可自动调节、 控制的高温试验箱中。
[0006] (2)控制试验箱温度自动以阶梯式周期性变化,温度依次为Tp T2, T3、Τ4、 T5> Τ6,对应运行时间范围为tp t2、t3、t4、t5、t6,升温平均速度设定为1〜1.5°C/min, 降温平均速度设定为1.5〜2.5°C/min,湿度设定为恒定值。每步温度及对应的运行时间 和湿度应力选择范围如下表所示:
[0007]
Figure CN102023636AD00031
Figure CN102023636AD00041
[0008]
[0009] (3)接通机床数控系统电源,并让机床数控系统连续运行。在累积试验时间等 于^时,当每个试验样品均出现了 1次时,试验终止;在累积试验时间等于tE时,当有 未出现故障的样品时,试验需要继续进行,直至每个试验样品均出现了 1次故障,试验 终止。累积试验时间tE为100〜1200小时。
[0010] (4)根据试验记录,利用公式
[0011]
Figure CN102023636AD00042
[0012] 对试验数据进行处理,最终得到数控系统的平均无故障工作时间。其中,各温 度应力权系数取值如步骤(2)的表中所示,折算特定基准温度Ttl为45°C。
[0013] 进一步地,所述对机床数控系统进行抽样为简单随机抽样,其优选的抽样数量 为10-12台,最佳抽样数量为15-20台。
[0014] 本发明的有益效果是,本发明的方法通过对机床数控系统进行加速寿命试验, 然后通过对试验数据进行分析、处理,进而评估机床系统的平均无故障时间,因此具有 以下优点:
[0015] 1、节省试验时间。用本发明的加速试验方法,可以快速对机床数控系统的寿命 分布情况和故障发生情况做出评估。
[0016] 2、试验数据的一致性好。用本发明的加速试验方法所获得的试验数据的一致性 要好于现场收集数据的一致性。
附图说明
[0017] 图1为试验过程中温度控制过程图。 具体实施方式.
[0018] 通常,影响机床数控系统可靠性的主要因素包括温度、湿度、电压。根据电 子产品寿命特点,其它条件相同情况下,环境温度越高,数控系统内部电子器件老化越 快,而产品的寿命也就越短。本发明是在同一环境温度、湿度、电压条件下,设定试验 箱温度以阶梯式周期性的变化,加速机床数控系统的寿命衰竭过程,从而实现快速评估 机床数控系统平均无故障工作时间的目的。
[0019] 根据上述理论和经验,本发明专利中温度应力加载方式详见附图1。试验过程中控制试验箱温度自动以阶梯式周期性变化:每隔指定的时间,将温度以平均1〜1.5°C/ min速度从T1逐步升高到T2、T3、T4> T5> T6,对应运行时间范围为、、t2、t3、t4、t5、 t6,期间湿度设定为恒定值(RH 65%〜85%)。当丁6运行结束时,再以1.5〜2.5°C/min 的降温速度将温度降到T1,继续保持上述控制过程不变进行试验。在选定T1-T6时, 要合适选择每次升高温度的差值,且保证大于或等于4°C;在确定每步运行时间时,为便 于试验过程的管理,建议每个周期用时为24小时。
[0020] 试验过程中,系统的故障判别依据用户使用说明书。对于出现故障的系统,等 到试验箱温度运行到T1时,可以对故障进行修复。经修复后的系统,需在下一个周期的 起始时刻(T1开始运行时刻)放入试验箱继续进行试验。
[0021] 试验终止条件分为下述两种情况:1)在累积试验时间等于tE时,当每个试验样 品均出现了 1次时,试验终止;2)在累积试验时间等于tE时,当有未出现故障的样品 时,试验需要继续进行,直至每个试验样品均出现了 1次故障,试验终止。
[0022] 为了对数控系统的平均无故障工作时间进行评估,需要进行当量无故障工作时 间计算,即将每个试样在各温度应力下的无故障工作时间按公式(1)折算为某一特定基 准温度下的无故障工作时间:
Figure CN102023636AD00051
[0024] 式中T1-第i步温度应力;Ttl-折算特定基准温度;RH1-与第i步温度应力对应 的湿度应力;%-第i步温度应力权系数;
[0025] 说明:在试验终止时,故障次数均取整数部分,即不考虑截尾无故障试验时 间。
[0026] 根据计算所得的每个试样的当量无故障工作时间,样本的平均无故障时间 (MTBF)计算按式(2)计算:
Figure CN102023636AD00052
[0028] 式中η-试验样本量;m-每个样本发生故障的次数。
[0029] 综上所述,为了达到本发明的技术目的,本发明机床数控系统的加速寿命试验 方法,包括以下步骤:
[0030] 1、对机床数控系统进行抽样,将抽样的机床数控系统放置在温度可自动调节、 控制的高温试验箱中。本发明中,所述对机床数控系统进行抽样,为简单随机抽样,其 优选的抽样数量为10-12台,最佳抽样数量为15-20台。
[0031] 2、如附图1所示,控制试验箱温度自动以阶梯式周期性变化,温度依次为Tp T2> T3> T4> T5、T6,对应运行时间范围为、、t2、t3、t4、t5、t6,升温平均速度设定为 1〜1.5°C /min,降温平均速度设定为1.5〜2.5°C /min,湿度设定为恒定值。每步温度 及对应的运行时间和湿度应力选择范围如表1所示。
[0032] 表 1
Figure CN102023636AD00053
Figure CN102023636AD00061
[0034] 3、接通数控系统电源,并让数控系统按设定程序连续运行。在累积试验时间等 于^时,当每个试验样品均出现了 1次时,试验终止;在累积试验时间等于tE时,当有 未出现故障的样品时,试验需要继续进行,直至每个试验样品均出现了 1次故障,试验 终止。本发明建议累积试验时间tE为100〜1200小时。
[0035] 4、根据试验记录,利用公式(1)和(2)对试验数据进行处理,最终得到数控系 统的平均无故障工作时间。本发明中所述公式(1)中各温度应力权系数取值如表2所示, 折算特定基准温度Ttl为45 °C。
[0036] 表 2
[0037]
Figure CN102023636AD00062
[0039] 随机抽取两台相同批次的HNC21T机床数控系统,放置于试验箱内(编号分别为 01和02),按照使用说明书要求,连接电源并调试程序。设定试验箱程序,按附图1所 示,控制试验箱温度自动以阶梯式周期性变化,温度依次为55°C、60°C、65°C、70°C、 75°C、80°C,对应运行时间为3h,3h,4h,4h,5h,5h,湿度恒定为RH 75%,升温速 度设定为rC/min,降温(80-55°C)速度设定为1.5〜2.5°C/min。连续运行数控系统。 由于试验过程中,出现的故障为死机,因此每次只用重新启动系统即可回复正常运行。 试验所得数据如表3所示。
[0040]表 3
[0041]
Figure CN102023636AD00071
[0042] 表1表明,利用阶梯式周期性温度加载方式进行加速寿命试验,所获得的故障 现象与真实情况相符。利用公式(1),并取表2中各权系数最大值,折算到45°C时的当 量无故障工作时间如表4所示。从表中可知,系统第一次出现故障时的平均无故障工作 时间为15047小时,第二次出现故障时的平均无故障工作时间为6029小时。
[0043] 表 4
[0044]
Figure CN102023636AD00072
[0045] 将相同批次的两台HNC21T (编号分别为03和04)放置于室内自然环境中(温度 为18°C〜37°C,相对湿度为RH35%〜80% ),其它运行试验条件保持与01、02号样品 相同,当试验进行到8350小时时,两台均未出现故障。
[0046] 通过上述对比试验可知道,本发明中的阶梯式周期性加载温度方法可以缩短试 验时间,快速获得机床数控系统的故障数据,进而实现快速评估机床数控系统的平均无 故障工作时间的目的。

Claims (2)

1. 一种机床数控系统的加速寿命试验方法,其特征在于,它包括以下步骤:(1)对机床数控系统进行抽样,将抽样的机床数控系统放置在温度可自动调节、控制 的高温试验箱中。(2)控制试验箱温度自动以阶梯式周期性变化,温度依次为Tp T2, T3、Τ4、Τ5、 T6,对应运行时间范围为、、t2、t3、t4、t5、t6,升温平均速度设定为1〜1.5°C/min,降 温平均速度设定为1.5〜2.5°C/min,湿度设定为恒定值。每步温度及对应的运行时间和 湿度应力选择范围如下表所示:
Figure CN102023636AC00021
(3)接通机床数控系统电源,并让机床数控系统连续运行。在累积试验时间等于tE 时,当每个试验样品均出现了 1次时,试验终止;在累积试验时间等于tE时,当有未 出现故障的样品时,试验需要继续进行,直至每个试验样品均出现了 1次故障,试验终 止。累积试验时间tE为100〜1200小时。(4)根据试验记录,利用公式
Figure CN102023636AC00022
对试验数据进行处理,最终得到数控系统的平均无故障工作时间。其中,各温度应 力权系数取值如步骤(2)的表中所示,折算特定基准温度Ttl为45°C。
2.根据权利要求1所述机床数控系统的加速寿命试验方法,其特征在于,所述对机 床数控系统进行抽样为简单随机抽样,其优选的抽样数量为10-12台,最佳抽样数量为 15-20 台。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102520279A (zh) * 2011-12-07 2012-06-27 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 空间电子设备加速寿命试验中温度加速基准应力确定方法
CN102788708A (zh) * 2012-08-07 2012-11-21 湖北工业大学 一种用于机电设备的加速寿命试验方法
CN103954735A (zh) * 2014-05-04 2014-07-30 浙江省计量科学研究院 一种水质分析仪的加速寿命试验方法
CN105823991B (zh) * 2016-05-16 2018-07-03 浙江理工大学 一种开关电源的故障预测方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0280489A2 (en) * 1987-02-24 1988-08-31 Westinghouse Electric Corporation Cycle monitoring method and apparatus
JPH08292239A (ja) * 1995-04-20 1996-11-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子機器の加速寿命試験方法と試験装置
WO2002033391A1 (en) * 2000-10-16 2002-04-25 Hobbs Gregg K Highly-accelerated product testing system
US20040023422A1 (en) * 2002-05-20 2004-02-05 Finisar Corporation Laser production and product qualification via accelerated life testing based on statistical modeling
CN201193984Y (zh) * 2007-12-27 2009-02-11 奇瑞汽车股份有限公司 一种混合动力汽车控制器寿命测试系统
CN101620034A (zh) * 2009-07-20 2010-01-06 北京航空航天大学 基于比例危害-比例优势模型的加速寿命试验优化设计方法
CN101788652A (zh) * 2010-02-02 2010-07-28 中国计量学院 一种电子节能灯使用寿命的快速检测方法
US20100241400A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 International Business Machines Corporation Determining Component Failure Rates Using Accelerated Life Data

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0280489A2 (en) * 1987-02-24 1988-08-31 Westinghouse Electric Corporation Cycle monitoring method and apparatus
JPH08292239A (ja) * 1995-04-20 1996-11-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子機器の加速寿命試験方法と試験装置
WO2002033391A1 (en) * 2000-10-16 2002-04-25 Hobbs Gregg K Highly-accelerated product testing system
US20040023422A1 (en) * 2002-05-20 2004-02-05 Finisar Corporation Laser production and product qualification via accelerated life testing based on statistical modeling
CN201193984Y (zh) * 2007-12-27 2009-02-11 奇瑞汽车股份有限公司 一种混合动力汽车控制器寿命测试系统
US20100241400A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 International Business Machines Corporation Determining Component Failure Rates Using Accelerated Life Data
CN101620034A (zh) * 2009-07-20 2010-01-06 北京航空航天大学 基于比例危害-比例优势模型的加速寿命试验优化设计方法
CN101788652A (zh) * 2010-02-02 2010-07-28 中国计量学院 一种电子节能灯使用寿命的快速检测方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102520279A (zh) * 2011-12-07 2012-06-27 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 空间电子设备加速寿命试验中温度加速基准应力确定方法
CN102520279B (zh) * 2011-12-07 2014-06-25 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 空间电子设备加速寿命试验中温度加速基准应力确定方法
CN102788708A (zh) * 2012-08-07 2012-11-21 湖北工业大学 一种用于机电设备的加速寿命试验方法
CN103954735A (zh) * 2014-05-04 2014-07-30 浙江省计量科学研究院 一种水质分析仪的加速寿命试验方法
CN105823991B (zh) * 2016-05-16 2018-07-03 浙江理工大学 一种开关电源的故障预测方法

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