关键字：数控机床；可靠性；性能
1.引言
数控机床是现代制造业的工作母机，对它自己而言，它的制造技术和发展水平决定着一个国家最基础的工业化水平，也代表着它的制造业水平。从最近十几年的数据来看，我国对于机床的消费和进口在世界上占有相当大的一个比例。当前我国的国产数控机床在精度、五轴联动和车铣复合机床方面已经有了突破性的进展。但是在可靠性方面我国的机床还与国外最先进的机床有着很大的差距。国产数控机床的最大缺点就是可靠性比较低，这就导致国产的机床在中高端领域很难占有一定的市场，这也成为国产机床的一个发展瓶颈。随着这一问题的激化，国内的很多专家和学者都对其保持了很大的关注。
数控机床有着很复杂的系统，是一个集成化的机电一体化产品。单纯的电子产品或者机械结构产品他们的可靠性理论与技术是比较成熟和能直接投入使用的。船舶制造和武器装备已经形成了比较完整的可靠性技术体系。我国的数控机床相对于外国的研究与使用时间来说进入的很晚，并且精通可靠性技术的专业人才比较稀少，所以我国对于可靠性这一领域来说开发的比较缓慢，正在处于一个慢慢发展的过程当中。像德国、日本这样的工业发达国家的一些国际性的机床制造企业，他们掌握着世界上最先进的可靠性技术和最好的实验方法和试验设备，他们对于这些当作公司的最高机密，保密及其严格，专利保护非常到位。而对于提高数控机床可靠性不仅仅是一个技术上的问题，也对是企业的管理能力是一个很大的考验。
2.数控机床可靠性概述
可靠性是一个综合性的，无法对他进行一个量化的评价，其主要是指产品在一定条件下受规定时间的要求完成规定任务的能力，不同场合及情况下存在不同的可靠性指标。数控机床可靠性是说数控机床在工作运行的时候是否稳定和各个系统的配合情况，由于数控机床集合了机、电、气等高新技术，对于他们之间的配合有着更高的要求。所以，数控机床的可靠性更加的复杂和难以保证。现在我国的国产数控机床发生的机械故障主要存在定位不准、刀库不转位、工作台不执行程序指令等问题。这些功能性故障需要厂家及时发现这些故障并能够及时的解决，所以提高击穿个可靠性刻不容缓。而对于数控机床的使用这方面来说，数控机床的可靠性就是减低在使用机床的过程中发生故障的概率，这样机床的工作效率就可以提高了。在进行对数控机床可靠性研究时需要快速的发现问题并及时进行解决，通过快速有效的方式来展现国产机床厂家的优秀应变能力，这样就可以使国产的机床进入一些中高端领域，从而扩大国产的核心竞争力，是我国的机床朝着更高端，更精密，跟有效率的方向发展。
3.数控机床可靠性设计
设计是一个产品的固有可靠性的决定因素。目前机电一体化产品的结合可靠性概率设计理论还在持续的发展过程中，对数控机床载荷谱等数据积累还远远不够。研究人员为了在设计层面能达到比较高的可靠性水平，对产品的各个方面进行了许多研究，并依靠产品可靠性通用设计原则，慢慢的形成了一套适用于数控机床的数控机床可靠性综合设计技术。如吉林大学机械工业数控装备可靠性技术重点实验室与国内几个大型的公司共同研究制定了《数控机床可靠性综合设计技术规范》。对可靠性综合设计进行分类，主要分为可靠性设计准则、基于故障分析的可靠性增长设计、可靠性分配设计三个方面。
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可靠性设计发展过程中的经验总结慢慢形成了可靠性设计准则，它主要包括在产品设计过程中为保证产品的可靠性而必须遵循的设计原则制定成规范性的要求条款，这样就可以使设计人员可以避免一些重复发生已发生过的错误或设计缺陷。吉林大学机械工业数控装备可靠性技术重点实验室与一些大型的机床公司综合了标准化设计、安全设计和人因设计等比较重要的可靠性设计原则，并结合数控机床的产品特点，制订了《数控机床的可靠性设计准则》。
在可靠性分配进行的时候，单一因素对可靠性的影响无法用一个确定的量化数字展现出来，这有可能对可靠性的发展起到一定的阻碍作用。对于这一问题，吉林大学机械工业数控装备可靠性技术重点实验室提出了一种数控机床可靠性综合分配模型。这样分配模型首先利用现场试验信息，然后结合专家的经验，把实际的数字改为不确定的区间数字来进行表述，最后把区间分析、模糊综合评判和层次分析法结起来合。这一模型充分考虑了故障频繁性、维修性、复杂性、技术水平等各个方面可能造成的影响，并根据影响程度的大小给每个因素赋予相应的权重，这样就可以相对准确的对数控机床进行可靠性分配。
4.可靠性试验
数控机床要根据他的实际使用情况进行可靠性检测，而这种方法就是进行可靠性试验，通过可靠性试验可以获取故障数据、建立可靠性模型、进行故障分析和可靠性设计。不同的检测机构有不同的检测方法，根据吉林大学机械工业数控装备可靠性技术重点实验室提供的数控机床的可靠性试验主要分为两种。一种是整机的机床用户现场可靠性试验，另一种是功能部件的实验室台架可靠性试验。
现场试验过程比较多，大部分属于常规应力测试，可以对机床进行多次的实验，这样可以获取足够的数据来进行验证，这样就可以全面、充分暴露故障，也能够把数控机床的可靠性水平真实的展现出来。一般数控机床的可靠性试验主要是可靠性增长试验和可靠性评估试验两种。现场可靠性试验虽然优点比较多，但他也存在一定的缺点。他的缺点主要体现在它的试验周期比较长，现场实验的场地工作环境比较艰苦，需要进行检测的因素比教多。由于数控机床可靠性台架试验要求比较苛刻，很难找到这样合适的检测地点，所以几乎只能进行现场试验来当作可靠性实验的唯一检测方法。吉林大学机械工业数控装备可靠性技术重点实验室根据大量的实验数据并经过分析制定了《数控机床可靠性现场试验技术规范》，具有丰富的现场试验经验。
5.结论
随着数控机床可靠性技术的发展，对可靠性技术的研究已经年的历史了，并且在机床的可靠性建模、故障分析、可靠性设计和可靠性试验等方面有了很大的进步。数控机床的可靠性技术的研究水平上了一个大台阶，也有了很多的研究成果。这些研究成果推动了机床行业产品可靠性水平的进步，并且为产品的升级提供了技术支持。随着可靠性技术的飞速发展，我国正在形成可靠性动态建模、故障树智能化应用、可靠性综合设计、功能部件可靠性台架加速试验、机床故障的远程监控和故障预警等数控机床可靠性技术领域的一系列研究方向。虽然在很多方向都有了很多的进展，但是还存在着一系列的问题。与国外相对比，我国专门进行数控机床可靠性实验的专家和学者数量比较少，对于数控机床整体来看对可靠性技术的重视程度比较低，对在数控机床可靠性数据积累薄弱。对数控机床的故障机理、数控机床维修性和可用性的研究亦重视不够。这一系列的问题只是暴露出来的一部分问题，都需要依靠一个比较好的大环境和有关部门的引导来进行解决。
参考文献：
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论文作者:窦锦文
论文发表刊物:《科技中国》2018年2期
论文发表时间:2018/7/18
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