基于现场载荷特征的加工中心刀库机械手可靠性试验方法

摘要

本发明公开了一种基于现场载荷特征的加工中心刀库机械手可靠性试验方法,包括现场数据采集、数据处理过程及实验室可靠性试验三步骤,其中数据处理过程包括实际工况下刀库机械手平均换刀频率α与平均故障间隔换刀次数MTBF_n的计算、刀盘/刀仓插刀总重量M_i的统计分布模型的建立、刀盘/刀仓每个重量级可靠性试验时的平均插刀数的确定、每个重量级刀盘/刀仓的插刀分布模型的建立、试验时所需选配的配重块参数的计算及试验时每个配重块需进行换刀的次数的计算六步骤。采用该方法对加工中心刀库机械手进行实验室可靠性试验，可以有效地缩短刀库机械手评估周期、提高评估精度。

主权项

一种基于现场载荷特征的加工中心刀库机械手可靠性试验方法，包括以下步骤：步骤一、现场数据采集，指试验单位采集并记录加工中心用户在使用加工中心过程中刀盘/刀仓的数据，每一目标刀库至少包括：目标刀库机械手名称、每天工作时间、统计天数、实际插刀数量、工件日产量、单次装夹换刀次数、单次装夹加工工件数、该刀具换刀次数；步骤二、数据处理过程，包括：1)实际工况下刀库机械手平均换刀频率α与平均故障间隔换刀次数MTBF_n计算：根据上述步骤一现场采集的刀库信息计算平均换刀频率α，将预期的平均故障间隔工作时间MTBF_t转换为平均故障间隔工作次数MTBF_n；2)刀盘/刀仓插刀总重量M_i的统计分布模型的建立：根据上述步骤一现场采集的刀库信息整理出每个目标刀库机械手刀盘/刀仓的插刀总重量M_i，将每个目标刀库机械手刀盘/刀仓的插刀总重量M_i分成多个刀盘/刀仓插刀总重量重量级，将所有统计的刀盘/刀仓插刀总重量分配到所属的刀盘/刀仓插刀总重量重量级中，并计算每个刀盘/刀仓插刀总重量重量级可靠性试验时的换刀次数；3)刀盘/刀仓每个重量级可靠性试验时的平均插刀数的确定：统计出某一重量级内每个刀库的插刀数量与相应的采集时间，由此计算出对该刀库重量级进行可靠性试验时需要插的刀具数量；4)每个重量级刀盘/刀仓的插刀分布模型的建立：根据上述步骤一现场采集的数据及步骤2)所划分的重量级，建立每个重量级刀盘/刀仓的插刀分布模型，记录每个重量级刀盘/刀仓的插刀重量、插刀长度、统计周期内该刀具换刀次数；5)试验时所需选配的配重块参数的计算：根据上述步骤4)建立的每个重量级刀盘/刀仓的插刀分布模型，给每个重量级刀盘/刀仓的插刀重量及插刀长度分别划分重量级区间及长度区间，并依据划分的区间选取配重块；6)试验时每个配重块需进行换刀的次数的计算：由上述步骤5)选取的配重块参数信息，根据步骤4)中每个刀库重量级的刀具长度、重量分布，得到每个配重块在此分布中对应的换刀次数及该配重块换刀次数在该重量级配重块换刀次数的占比，即求出每个配重块的需进行换刀的次数；步骤三、实验室可靠性试验，采用定时截尾试验方法进行加工中心刀库机械手可靠性试验，试验停止条件为每把模拟刀具均达到其需进行换刀的次数。