刀库与自动换刀装置的性能检测及可靠性研究

作     者：王高波 

作者单位：北京工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张跃明

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：性能检测 定位精度 可靠性评测 

摘      要：随着现代制造业的发展，加工中心的使用已经越来越普遍，并成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志之一。而刀库及其自动换刀装置（ATC）是整个加工中心的关键部件，其性能和可靠性直接决定着整机的质量和可靠性。 首先，为探明链式刀库及ATC的性能和可靠性状况，设计制作了刀库及ATC可靠性检测硬件平台，开发了刀库及ATC可靠性检测软件系统。此系统结合PC机、采集卡以及传感器等硬件，能对刀库的换刀定位精度、换刀时间、换刀次数、油压、油温、电机温度、故障等实时运行信息进行智能检测和自动记录。在需要长时间运行试验的情况下，大大简化了人工工作量，保证了试验的实时性和有效性。软件具有友好的视觉界面，对于不同类型的试验数据都有相应的分析和绘图显示功能。 其次，针对已检测的各类数据，采用正确的方法剔除无用数据、获取有效数据，采用合适的数学方法分析数据，探明了换刀精度的分布规律、换刀时间的变化规律，以及其他部件的性能状况，弥补了刀库精度、时间、零部件性能等方面检测研究的不足。 最后，针对刀库及ATC装置的可靠性优劣存在多种制约因素的问题，为真实描述其可靠性状态，构造了系统可靠性评测模型，开发了刀库及ATC可靠性评测系统。系统综合考虑了刀库的功能性和可靠性，并依据使用者和研究者的意见，确定了各制约因素的比重，进而针对检测系统累积的数据，进行数据融合与分析评价，最终给使用者或研究者一个直观的刀库可靠性评分。该方法易于理解，弥补了刀库及ATC可靠性评测的不足。