JB T 11763-2014 高性能机床数控系统 可靠性评价方法.pdf
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1、. ICS 25.040.20 J50 备案号:45645-一2014中华人民共和国机械行业标准JB/T 11763-2014 高性能机床数控系统可靠性评价方法High-performance numerical control system of machine tool 一Procedurefor reliability evaluation 2014-05-06发布2014-10-01实施:戴在中华人民共和国工业和信息化部发布凋JBff 11763-一.2014目次田wjjjjjjjjAI4444jjjjj,brJrjjoJQJmUUUMMMH法j刀价说l、18呆呆A百记记法胳行障数价辑
2、运故告系评法模阳验验报正合方性刷试试析修综附障阳司性性分性性缺口一可附靠靠障靠靠抬MMt啡前作可可故可可胁的四川和翩刷监队捕时川阳轧平和平和平阳和和知如忡HHHHH验试HH定验试指次障复障附附附附附函的耽义刷据制服阴愤蹦蹦阶时撇撇服勤附附附附糊糊糊削附脯捕中成饿时机制盼他删酣榄树帷娘叫脚相平平平可当啧啧啧啧啧斟酌酌罔范语样验验程障据可J23A5A亘在范规术抽1u试川口试过故UM数归mmmm录录录录录UU前引123456789山附附附附附图E.l评价基本步骤.15图E.2隶属函数图形.16 JB/T 11763-一2014表1抽样数量.3表2定时截尾计算MTBF时双侧(或单侧)的置信系数CL、c
3、u.8 表3故障类别.,.9表4当量故障系数.9表A.1可靠性试验运行记录.10表B.l可靠性试验故障记录.11表C.1故障分析报告.12 H 目。昌本标准按照GB厅1.1-2009给出的规则起草。本标准的附录A-附录E均为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国机床数控系统标准化技术委员会(SAC厅C367)归UoJB/T 11763-一-2014本标准起草单位z武汉华中数控股份有限公司、浙江大学宁波理工学院、广州数控设备旬限公司等。本标准主要起草人=金健、王义强、张航军、张玉洁、郝柳等。本标准为首次发布。III JBff 11763-2014 寻|高性能机床数控系统可靠性评
4、价方法涵盖了机床数控系统可靠性试验数据采集、试验数据处理及可靠性评价右法等。IV JBrr 11763-2014 高性能机床数控系统可靠性评价方法1 范围本标准规定了高性能机床数控系统可靠性评价的要求及方法。本标准适用j二高性能机床数控系统(以下简称数控系统)的可靠性评价。其他类型及用途的数控系统可参照本标准。it:本标准所指的数控系统包括车床、镜床、加t中心、磨床、芮轮加工机床、复合机床、特种加t机床、锻压机床、专用机床等的数控系统。2 规范性引用文件下列文件对-r本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单
5、)适用于本文件。GB厅2828(所有部分)计数抽样检验程序GB厅2900.13-2008电工术语可信性与服务质量3 术语和定义3.1 3.2 3.3 GB厅2900.13界定的以及下列术语和定义适用于本文件。高性能机床数控系统high-performance numerical control system of machine tool 具布多种功能或/和复合功能的机床数控系统。注1:向性能型数控系统具台较宽适用度的软硬件装霄,一般为闭环控制,通常具有多通道、同步控制、五轴放以上的插补联功功能、斜面力11工、样条捅-补、双向螺距误差补偿、直线度初垂直度误差补偿、刀具管理/刀具长度和半径补偿功
6、能、向静态精度和自动态精度、商速度/完备的PLC控制功能等。具有结构复杂、造价高等特点。注2:i句性能型数控系统一般用于高性能数控机床,即通常具有五轴联动插补功能,口J实施向速、高精、秉性、复合加工的机床,定位精度一般高于0.005mm1m。除具有人机对话、通信、联网、监控等功能外,还具有专用高级编程软件及后置处理、F台,日J进行多维曲面加IT.可靠性reUability 数控系统在规定的条件下和规定的时间区间内完成规定功能的能力。注1:通常认为数控系统在时间医间的始端处于能完成要求的功能的状态。给外,口J靠性的量值虽然在客观上是存在的,但实际上是未知的,只能利用有限的样本观测数据,乡手-过一
7、定的统计计算得到其估计值。时靠性的量值也称为时靠度。注2:改写GB厅2900.13-2008,定义191喇02-06.故障fault 数控系统产品不能执行规定功能的状态。预防性维修或其他计划性活动或缺乏外部资源的情况下除m厅11763-2014外。3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 i主z改写GB厅2900.13-2008,定义191归05-01.非关联故障non- relevant fault 未按规定条件使用、存储、运输等引起的故障。注g改写GB厅2900.13-2008,定义191-04问14.美联故障relevant fault 非关联故障之外的故障均为关联故障。注z改写G
8、Brr2900.13-2008,定义191-04-13.误用故障misuse fault 使用中施加的应力超出数控系统产品允许范围引起的故障。注:GB厅2900.13-2008,定义191-05-06.误操作故障misband恤咆臼ult由j二对数控系统产品操作不当或粗心引起的故障。注s改写GB厅2900.13-2008,定义191-05-07.间歇故障intermittent fault 瞬间故障田nsientfault 非持续故障volatile fault 数控系统产品未经任何修复性维修而在有限的持续时间内臼行恢复规定功能的故障。注E改可GB厅29.13-2008,定义191-05-17
9、.平均故障间工作时间mean operating time between failures, MTBF 相邻故障问工作时间的数学期堪。注1:也指相邻两次故障之间的平均工作时间或平均故障间隔时间。注2:改-4GB厅2900.132008,定义191-12-。3.10 3.11 平均修复时间mean伽neto restora侃侃,MTTR从发现故障到恢复规定性能所需时间的平均值。注z改写GB厅2900.13-2008,定义191-13-08.可用性availabillty 在所要求的外部资源得到提供的情况r.数控系统在给定的条件下、给定的时刻或时间区间内处于能完成要求功能的状态的能力。注z改-1
10、GB厅2900.13-2008,定义191-02-05.3.12 当量故障系数equivalent failure fador 其他级别故障的危害度系数与一般故障的危害度系数的比值。3.13 当量故障数equivalent failure number 2 JB厅11763-一.2014按当量故障系数将其他各级故障系数折算到一般故障的次数。3.14 当量故障率equivalent failure rate 每一千小时内每台数控系统的当量故障数。3.15 效用函数u位Iityfunction 消费者在消费中所获得的效用与所消费的商品组合之间数量关系的函数。3.16 定时截尾试验time trun
11、cated test 以时间为参老值,当试验进行到一定时间即停止的试验。3.17 定数截尾试验number truncated test 以故障数目为参考值,当故障数目达到一定值即停止的试验。3.18 试验场试验lab test 试验条件可以人工设定、控制、调整、监控的试验。j1:也称实验室试验。该试验具有操作灵活、而现性强、放率高等特点.3.19 现场跟踪试验field tracking tt 保持机床数控系统实际的运行条件(含环境条件、负载条件等不变而在使用现场开展的试验。注:也称现场试验。有时为了便于监控、采集数据等,也会对现场试验条件做出调整。4 抽样4.1 抽样原则抽样原则如下:a)
12、庇从合格批次且为近两年内生产的数控系统产品中进行抽样:b)推荐采用随机抽样的方式,或按GB/T2828的要求进行抽样。4.2 抽样数量抽样数量向符合表1的规定。表1抽样数量抽样数量主主5台试验方式试验场试验现场跟踪试验二2年产量的5%或50台5 试验方案5.1 分类可靠性试验分类如下:a)按执行方式(试验场所)分为试验场试验和现场跟踪试验:3 JBff 11763-2014 b)按试验截止情况分为定时截尾试验和定数截尾试验,在截尾试验中根据样本的替换情况分为有替换截尾和无替换截尾两种。5.2要求可靠性试验左案应满足以下要求:a)新研发的数控系统产品采用试验场试验,其他产品可选择试验场试验或现场
13、跟踪试验:b)推荐采用定时截尾试验方案:c)如采用试验场试验,则每台样机累积相关试验时间应不少T3 OOOh; d)如采用现场跟踪试验,则每台样机累积相关试验时间应不少-T9000h。6 试验条件6.1 预检预检向满足以下要求:a)试验前按有关产品技术规范对数控系统样本进行检验(IlP预检);b)预检结果不合格的样本应进行更换:c)试验前可按产品技术规范对数控系统样本进行维护、处理,但不应进行任何质量方面的处理。6.2 试验场试验条件试验场试验条件如下za)所根据数控系统寿命周期的各种信息事先确定任务剖面和环境剖面。b)可根据任务剖面的信息编制一个或一系列典型.程序,以便于在试验场试验中模拟任
14、务剖面。c)试验环境应按数控系统的环境剖面布置。d)试验时任务剖面的模拟程序和环境剖面的模拟环境应同时施拥,以充分暴露系统故障。e)如采用加速方法进行试验,院满足下列要求:1)加速力法J但只.有明忌的力日座性:2)加速厅法不向改变故障模式和故障机理:3)庇确定加速系数。6.3 现场跟踪试验条件现场跟踪试验条件如下:a)一般宜在数控系统工作三个月(或800h)后进行可靠性现场跟踪试验。如需跟踪早期故障和正常使用期故障,可在数控系统产品投入工作起进行可靠性现场跟踪试验。b)现场运行工况IN.符合数控系统典型.寿命剖面的特征,或符合设计及数控系统产品使用手册(使用说明书的相关要求。c)选择观察的样机
15、向尽可能具有相似的丁.况条件。7 过程监控过相监控如下za)试验过程中f句按规定程.序进行必要的预防性维护:b)应监控数控系统丁.况条件及工作情况.Jt按奋关要求对监控情况进行记录:c)试验过和.中,旦发生故障成立即停机检查、维修:4 JB厅.11763-一.2014d)对于试验过程中出现故障的样机,应按试验方案进行替换或无替换处理。8 故障判定8.1 故障的判定原则故障的判定原则如下za)如有若干功能同时丧失或性能指标同时超过了规定界限,且它们是由同一个原因引起的,则判定为只产生了一个故障:b)如有一项功能丧失或性能指标超过了规定界限,且它是由两个或更多独立的故障原肉引起,则每一个独立的故障
16、均判定为一个故障:c)如果在同一部位多次出现故障模式相同的间歇故障,贝IJ判定为只产生了一个故障:d)故障模式相同,由同一个原肉引起的重复发生的故障,如果时间间隔不大于24h,则判定为只产生了一个故障。8.2 故障计数8.2.1 计数原则计数原则如下za)在计算数控系统可靠性指标时,只计关联故障:b)不符合规定程序进行的任何维修和保养,均作为关联故障计数:c)停机检测、试验中止及试验终止时发现的关联故障,应计入故障总数中。8.2.2 不计数原则不计数原则如下za)在计算数控系统可靠性指标时,非关联故障不计数但应做记录。非关联故障包括以下方面:1 )安装不当引起的故障:2)误用故障:3)误操作故
17、障:的维修不当引起的故障;5)试验装置故障引起的故障:6)试验条件超过设计规定所造成的故障:7)除1)6)外,其他外界因素引起的故障。b)按规定程序进行的预防性维修不作为故障计数,包括:1 )按使用手册(使用说明书)规定的易损件的更换或损坏:2)必要的调整和调校。c)在规定考核期截止范围以外的故障不计数。9 数据采集9.1 试验场试验试验场试验如下:a)试验过程中应定期检查数控系统运行情况,丹:参照附录A的要求进行记录,记录所准确,凡有涂改应有记录人的签章和理由说明:5 JBrr 11763-2014 b)在试验过程中一日.发生故障,检验人员应根据故障判定原则及计数原则立即对故障进行记录,并填
18、写故障记录表(参见附录B)和故障分析报告(参见附录C);c)如经检查确定故障是由达到寿命期限的易损件和配套件造成的,则该故障不计入总数,但应对相关信息进行记录。9.2 现场跟踪试验现场跟踪试验如r:a)数控系统可靠性现场跟踪试验的数据来集点应至少在两个以上。b)试验过程中可由开展试验的一方组织用户检查数控系统运行情况,并参照附录A的要求做好记录。记录应准确,凡有涂改,应台记录人的签章和理由说明。c)由用户进行数据采集时,应就相关定义和含义、故障判定原则等对用户进行培训。d)试验右应运期到用户现场了解试验情况,并对具体问题予以指导,同时应定期对用户的记录和报告进行回收并负责保存。e) -.8.发
19、生故障,检验方或用户应根据故障判定原则、技术原则,立即对故障进行记录,并填写故障记录表(参见附录B)和故障分析报告(参见附录C)。f)如经检查确定故障是由达到寿命期限的耗损件和配套件造成的,则该故障不计入总数,但应对相关信息做记录。g)若试验期间未发现故障,或中途停止试验,应按奇关力法处理中断数据。10 可靠性评价指标10.1 平均首次故障前工作时间10.1.1 概述首次故障前工作时间是经过磨合期以后的数控系统产品首次进入可用状态直至首次故障发生的持续工作时间。平均首次故障前-丁忏:时间(meantime to曲stfai1ures, MTTFF)是描述数控系统等可修复系统首次故障状况的一个可
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