国外对可靠性技术的研宄可以追溯到二战时期,当时的军方高层对军用物品 如战斗机、炮弹以及枪械等的高故障率十分关注,可靠性由此而产生。美国军部 在上个世界五十年代开始系统的从事可靠性研宄,1952年美国成立AGREE小组, 即电子设备可靠性咨询,拉开了可靠性研宄的序幕。到1957年,AGREE报告首 次比较完整的阐述了可靠性的理论与研宄方向[12]。从此,可靠性工程发展为一门 独立的工程学科[13]。这时的可靠性研究主要是针对电子产品,其他领域涉猎的很 少,还很空白。
随着可靠性技术的不断完善,可靠性研宄的对象开始从单一的电子产品发展 到机械领域,一些国家开始注重机床的可靠性技术研宄,从整机到关键功能部件, 从可靠性预测到机床的故障诊断和预警,从狭义可靠性再到后来的广义可靠性, 数控机床的可靠性研宄越来越深入,越来越系统。在二十世纪七十年代,机床可 靠性研宄开始产生,前苏联的AC.普罗尼科夫等学者专门从事机床的可靠性预测 与工艺可靠性等方面的研究[14]。在二十世纪八十年代,美国首先开始对数控机床 进行现场跟踪试验,采集机床故障信息,并对采集的故障信息进行归类、分析与 处理,研究整机以及关键功能部件的薄弱环节,在此基础上进行可靠性增长设计
[15]
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德国主要是对机床使用用户反馈的故障信息进行归类总结,在此基础上开发 了机床预测与机床诊断技术,并建立了机床的可靠性研宄体系,将可靠性研宄分 析理论应用到机床的实际开发应用中,提高了机床的可靠性水平[16][17]。日本主 要是将现场检测和故障诊断技术应用到机床的可靠性试验研宄,通过对机床的故 障模式与故障原因的分析研宄来保证机床的可靠性水平,如FANUC15系统就使 用了专家故障诊断系统[18]。加拿大主要是研究主轴在稳态或者瞬态下的可靠性与 动力性的相关性[19]。英国将模糊理论应用到数控机床的可靠性分析中,对机床可 靠性技术的研究具有重要的指导意义[2°][21]。印度学者将遗传算法应用到数控机 床的可靠性维修分析中,进一步丰富了机床的可靠性研宄技术[22]。意大利主要是 在车床上进行可靠性与维修性(R&M)分析[23]。现今,随着可靠性技术的不断 发展,数控机床可靠性也从单一化研宄跨入到多元化的发展,数控机床可靠性也 从传统的定性分析逐渐发展到定量计算[24]。
关键功能部件作为数控机床的核心部件,也越来越引起各国的重视,可靠性 技术的研宄也从整机开始往关键功能部件方向发展。但是由于国外对这方面的技 术封锁以及企业保密等,关键功能部件的可靠性研宄文献非常少,只能从中外文 文献以及教科书上了解一些关于这方面研究的影子。文献[25][26]是瑞士的IBGA 公司对电主轴进行了深入的研宄,生产的电主轴可靠性非常高,能够在高强度工 作环境中长时间的使用。文献[27][28]是国外生产企业对自动换刀系统进行改进, 对机械手结构进行优化,提高换刀系统的可靠性。文献[29]是介绍国外公司像意 大利的迪普马、德国的肖特等都从事数控转塔刀架的设计、研发以及生产等,他 们研发生产的数控刀架稳定性好,可靠性高且适应能力强,具有很高的性价比。 从这些可以看出,国外对关键功能部件的可靠性研宄非常成熟,也非常重视这方
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