基于模糊综合评价法的数控机床可靠性评估修正系数计算.pdf

第 1 2期 2 0 1 5年 l 2月 组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术 M o d u l a r M a c h i ne To o l Au t o ma t i c M a n u f a c t ur i n g Te c hn i q ue No ． 1 2 De c．2 01 5 文章编号 1 0 0 1 2 2 6 5 2 0 1 5 1 2 0 0 3 0 0 5 D O I 1 0 ． 1 3 4 6 2 ／ j ． c n k i ． m m t a mt ． 2 0 1 5 ． 1 2 ． 0 0 9 基于模糊综合评价法的数控机床可靠性评估 修正系数计算 夏仰球 ， 舒强 一， 胡秋 中国工程物理研究院 a ． 机械制造工艺研究所 ； b ． 机床装备检测评价 中心 ， 四川 绵阳 6 2 1 9 0 0 摘要 针对数控机床可靠性试验评价中的修正系数影响 因素 多、 影响效果存在模糊性的特点， 提 出了 基于模糊综合评价法的可靠性修正系数计算方法。通过分析影响可靠性修正系数的关键因素， 建立 由试验数据归一化的影响因素集； 应用三角隶属函数构建一级模糊综合评判矩阵， 结合专 家评 分 系 统形成最终的综合评判矩阵； 利用适用于个体识别的最大隶属度原则进行评判 ， 获得 可靠性修 正 系 数。采用试验场试验方式对 国产某加工中心进行 了可靠性评估试验 ， 其 M T B F值与 同型号 5台机床 连续4年现场跟踪统计试验 MT B F值吻合较好 ， 表明模糊综合评价法能够较好解决数控机床 可靠性 评估修正系数计算问题。 关键词 数控机床； 可靠性评估； 修正系数； 模糊综合评价； 评分机制 中图分类号 T H1 6 1 ； T G 5 0 6 文献标识码 A The Ca l c u l a t i o n o f NC M a c hi n e To o l s Re l i a b i l i t y Co r r e c t i o n Fa c t o r Ba s e d o n Fu z z y Co mpr e h e ns i v e Ev alua t i o n XI A Ya n g q i u a , b ，S H U Q i a n g ， Hu Q i u a ．I n s t i t u t e o f Me c h a n i c a l Ma n u f a c t u ri n g T e c h n o l o g y ； b ．Ma c h i n e T o o l s I n s p e c t i o n a n d E v a l u a t i o n C e n t e r ， C h i n a A c a d e m y o f E n g i n e e ri n g P h y s i c s ， Mi a n y a n g S i c h u a n 6 2 1 9 0 0 ， C h i n a Abs t r a c t I n t h e e v a l ua t i o n o f CNC ma c h i n e t o o l s r e l i a b i l i t y t e s t ，t h e c o r r e c t i o n c o e ffi c i e n t i s g r e a t l y a f f e c t e d b y n u me r o u s f a c t o r s a n d c a n’ t b e d i r e c t l y c a l c u l a t e d a n d the a ffe c ti n g r e s u l t s i s f u z z y．a c a l c u l a t i o n me th o d f o r r e l i a b i l i t y c o r r e c t i o n c o e ffi c i e n t b a s e d o n f u z z y c o mp r e h e n s i v e e v a l u a t i o n i s p r o p o s e d．I n thi s me tho d， t h e k e y f a c t o r s a f f e c t i n g t h e r e l i a bi l i t y c o rre c t i o n c o e ffi c i e n t a r e a n a l y z e d，t h e f a c t o r s e t o b t mn e d b y e x p e fi me n ml d a t a n o r ma l i z a ti o n i s e s t a b l i s he d，the fir s t l e v e l f u z z y c o mp r e h e n s i v e e v a l u a t i o n ma t r i x i s c o n s t r u c t e d b y t r i a n g u l ar me mb e r s h i p f u n c t i o n s，c o mb i n e d wi th e x p e s c o rin g s ys t e m ，the fin a l c o mp r e he n s i v e e v alu a t i o n ma t r i x i s f o rm e d，a nd b y the ma xi mu m me mbe r s h i p d e g r e e p rin c i p l e s u i t a b l e f o r i n d i v i d u a l i d e n t i fic a - t i o n ， r e l i a b i l i t y c o r r e c t i o n c o e ffic i e n t i s j u d g e d ．R e l i a b i l i t y a s s e s s m e n t t e s t i s p e r f o r me d o n K V C 1 4 0 0 B ma - c h i n i n g c e n t e r s b y P r o v i n g Gr o u n d t e s t me t h o d s ．Th e MTBF o f the t e s t i s c o n s i s t e n t wi th tha t of fiv e s a me mo d e l ma c h i n e s for c o n s e c u tiv e four - y e ar fie l d t r a c k s t a t i s ti c s t e s t ，wh i c h s u g g e s t s tha t f u z z y c o mp r e h e n s i v e e v a l u a tio n c a n e a s i l y s o l v e t h e p r o b l e m o f CNC ma c h i n e t o o l s r e l i a b i l i t y a s s e s s me n t c o r r e c t i o n c o e ffi c i e n t c a l c u l a t i O n． Ke y wo r d sNC ma c h i n e t o o l s ；r e l i a b i l i t y e v a l u a t i o n；c o r r e c t i o n c o e ffi c i e n t ；f u z z y c o mp r e he n s i v e e v a l u a t i o n；s c o rin g me c ha n i s m 0 引言 数控机床可靠性试验与评估是获取装备故 障信 息、 进行可靠性分析与评价、 实施可靠性增长等可靠性 研究的重要基础。 国产数控机床与欧洲等先进国家数控机床在可靠 性方面存在较大差距 ， 为此我 国在 高档数控机床 与基础制造装备 科技重大专项实施过程 中， 对数控 机床整机及关键功能部件 滚动功能部件 、 主轴 、 刀库 等 开展 了可靠性设计、 制造 、 试验与评估 、 可靠性增 收稿日期 2 0 1 5 0 31 4 基金项 目 四川省科技计划项 目 2 0 1 4 G Z 0 1 1 9 ； 中国工程物理研究院技术基础科研基金 K 8 4 6 作者简介 夏仰球 1 9 8 7 一 ， 男 ， 江苏宿迁人 ， 中国工程物理研究院工程师， 硕士， 研究方 向可靠性工程 、 机床可靠性 ， Ema i l x i a y q i u 1 6 3 ． C O n l ； 通讯作者 胡秋 1 9 7 1 一 ， 男 ， 湖南双峰人 ， 中国工程物理研究 院高级工程师， 工学硕士， 研究方 向为机 电一体化 系统设计集成测试， 超 精密加工设备研制 ， Em a i l h u q u m a s t e r 1 6 3 ． c o m。 ⋯ _ T -- 一 ，J 久 J r ， 寸 銮 J伏 倒 坏 5 1 一 驯 ，烈 性 b 罪 1 百修 止 糸 敢 计 算 31 长等全方位研究以期尽快提高国产数控机床可靠性， 并把可靠性评估明确为产品研制项 目关键验收指标。 数控机床是复杂机 电装备典型代表之一 ， 由于其 系统的复杂性、 载荷的随机性、 工况的非线性 、 样本的 稀有性和昂贵性 ， 对数控机床进行准确、 有效的可靠性 评估成为业界的难点之一。 平均故障间隔时间 M T B F 是评价数控机床可靠 性的重要指标 。国家标准 G B ／ T 2 3 5 6 7 ． 1 数控机床 可靠性评定 第 l 部分 总则 规定， 数控机床可靠性 测定可采用试验场试验和现场跟踪统计试验两种方 式 ， 但对新研制产 品必须采用试验场试验。同时现场 统计跟踪试验 每 台样机 累积相 关试验 时 间应 大 于 2 0 0 0小时， 试验时间太长。因此试验场试验是一种重 要的评估方式。 对于试验场试验可靠性评估试验， 呈指数分布的 数控机床 MT B F点估计为 ∑ m 上L ∑r 7 J 1 式中， mMT B F的点估计值 ； 一评定周期内第． 机床 累积工作时间； r 一评定周期 内第． 台机床 累积故障 数 ； 一可靠性修正系数。 标 准规定 A r ＆ s 2 式中， 一加速系数 与强化条件有关 ； k T 一工况系数 与转速 、 工作期限、 功率 、 环境等有关 ； 一寿命系数 与材料、 受载等有关 。 但是标准没有说明各系数的具体计算方法 ， 操作 性不强。在可靠性试验评价研究方面， 北京工业大学 黄祖广H 通过研究加工中心加速可靠性试验载荷谱、 故障模式及故障机理等可靠性试验关键技术 ， 建立了 基于实验室的加工中心加速可靠性试验平台和小子样 产品可靠性评价技术。吉林大学陈炳锟 研究了基于 威布尔分布 的数控机床定时截尾试验和定数截尾试 验 ， 并结合传统序贯试验方案的设计方法 ， 设计了数控 机床的序贯试验方案 ， 利用数控机床故障率的先验信 息 ， 将贝叶斯理论引入到可靠性试验研究中， 建立了基 于贝叶斯理论 的定时截尾试验方案。重庆大学李世 龙 考虑 到数控机床 的复 杂性 与数 据 的不确 定 性 ， 研 究了基于改进的模糊层次分析法的数控机床可靠性分 配方法， 系统的分析了数控机床的故障数据 ， 制定了基 于寿命周期的数控机床可靠性增长及管理办法。 可靠性修正系数影响因素众多 ， 它与强化条件 、 转 速 、 工作期限、 功率、 环境、 材料 、 受载等诸多因素有关 ， 且各因素对修正系数 的影响程度不定 ， 存在模糊性 。 许多学者 。 将模糊算法应用 于可靠性评估。文献 [ 7 ． 1 0 ] 将专家打分、 层次分析法与模糊数学有机结合， 研究了可靠性 分配优化方 法。文献 [ 1 l l 2 ] 分 析 了 M T B F 、 M T I F等在可靠性评估 中的权重 ， 从而利用模 糊综合评价法对设备可靠性进行评估。未见关于可靠 性修正系数计算的相关报道。本文提出一种基于模糊 综合评价法的可靠性修正系数计算方法。 1 修正 系数模糊综合评价 法 1 ． 1 修正系数影响因素分析 从前述可靠性指标 MT B F点估计计算公式 中可以 看出， 描述可靠性模拟质量的可靠性修正系数 k成为 评价结果准确性的关键。 试验 场试 验 为缩短 试验 时 间 ， 采用 强化 试验 的方 法进行可靠性试验 ” 。试验方法是对故障多发部位 进给轴、 主轴 、 刀库等 进行强化试验 ， 并对整机进行 综合考核， 其主要强化方法包括增大加载力、 增加换刀 次数 、 提高主轴转速和进给速度等方式 ， 同时延长重载 时间 比例 。 试验提取加载力、 加载时间及实验时间、 换刀频繁 度 、 转速利用率 、 功率以及温升等试验参数 ， 与机床的 正常工作状态 比较分析 ， 计算可靠性修正系数。 1 ． 2 快速可靠性试验数据处理 为方便计算分析 ， 将加载力、 加载时间、 换刀频繁 度 、 转速、 功率以及温升等试验数据进行归一化处理。 1 ． 2 ． 1 加 载力系数 k ． 可靠性加载试验在模拟机床实际工作载荷的基础 上增强了加载力度 ， 其系数用平均加载力与机床最大 切削抗力的比值表示 ∑ kl i 1 ． 式中， 一加载次数； F 一单次加载力 ， 单位 N； F 一 机床最大切削抗力， 单位 N 。 1 ． 2 ． 2 加载时间系数 k 可靠性试验加载时间体现了加载力的时间累积效 应 ， 提高了载荷破坏几率 ， 其系数用加载总时间与试验 总时间的比值表示 ∑t k 4 式中， 一加载次数； t 一单次加载时间 ， 单位 S ； t 一试 验总时间， 单位 s 。 1 ． 2 ． 3 换刀频繁度系数 k ， 加大换刀频繁度也是提高机床载荷的一种表现形 式， 其系数用试验平均换刀频繁度与参考换刀频繁度 的比值表示 Ⅳ 如 T 5 式中， Ⅳ 一试验换刀总次数；T 一试验总时间， 单位 h ； 一 试验参考换刀频繁度 ， 单位 h ～。 1 ． 2 ． 4 转速利用系数 k 和功率利用系数 k 转速和功率大小表征了机床主轴运转强度， 都是 影响机床寿命的重要参数 ， 转速利用系数用平均试验 转速与机床最高转速的比值表示 组口1 7L ． J 同‘ yJ r ， J H 1 ● 、 糊集合 ， 采用三角型隶属函数 ， 式 1 2 ～ 式 1 6 ， 其函 6 数示意图如图 1 所示。 式中， n 一转速 ， 单位 r ／ mi n ； t n 转速下运行时间， 单位 s ；T 一试 验总时间 ， 单位 s ； n 一机 床最高转 速 ， 单位 r ／ m i n 。 功率利用系数用平均试验功率与机床额定功率的 比值 表示 ∑P it 』 k 5 7 式中， P 一功率 ， 单位 k W； t P 功率下运行时间， 单位 s ； T 一试验总时间， 单位 s ； P一额定功率 ， 单位 k W 。 1 ． 2 ． 5 温升影 响系数 k 温升大小体现了机床运行状态， 温升的高低直接 影响着机床性能 ， 试验采用标准规定的温升测定方式 进行多次检测 ， 其系数用平均温升余量与允许最高温 升的比值表示 ∑ ， 一 々 8 式中， n 一试验次数 ； T i 一单次温升， 单位℃； T m 一允 许最高温升， 单位℃。 1 ． 3 快速可靠性修正系数计算方法 考虑影响快速可靠性评估修正系数的因素 ， 建立 因素集 K { l ，k 2 ， ⋯ ， k 6 9 这些因素的高低、 优劣选用 “ 很低、 低、 中、 高、 很 高” 五级表示 ， 则因素等级集 k { l ，k ， k ， k ， k 1 0 由于各个因素的模糊性 以及其等级 的模糊性 ， 各 个因素应视为等级集上的模糊子集， 即 薏 c 式 中 ， 0≤ ≤ 1 i 1 ， 2 ， ⋯ ， 9 1 ， 2 ， ⋯ ， 5 ， 为第 i 个因素的第 个等级时该因素的隶属度。 参照 G B ／ T 9 0 6 1一 z o o 6 金属切削机床 通用技术 条件 、 J B ／ T 8 8 0 1 1 9 9 8 加工中心 技术条件 规定和 以往可靠性评价分析经验， 各指标 的评价标准界限值 如表 1 所示 。 表 1 评 价 界 限值 因素 K。 K2 K3 K K5 K6 在机械产 品性 能评 价时， 常采用折线 型隶属 函 数 ， 因此 ， 根据加工 中心可靠性指标特性和等级模 i 6 - ／。 6 _ 2 ．0 ≤ 0 ￡ ≥ 。 2 { 一 。 ／ b 一 0 ∈ n ， 6 Lc ／c一 6 ∈ b， c 一 1 4 ， 0 ≤ c 或 ≥ e 4 { c ／ dc ∈ c ， d 1 5 【 e ／e d ∈ d, e f 0 ≤ d 5 { d ／ e d E d ， e 1 6 I 1 ≥e 依据可靠性修正系数 k的取值 区间取值特征， 建 立备择集 。 各因素等级评判集 尽 广0 ． 9 0 ． 7 0 ． 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ] l 0 ． 1 0 ． 2 0 ． 3 0 ． 5 0 ． 3 0 ． 1 0 0 0 0 0 0 0 l l 0 0 ． 1 0 ． 3 0 ． 4 0 ． 5 0 6 0 ． 5 0 ． 4 0 ． 2 0 ． 1 0 0 0 I 1 0 0 0 0 ． 1 0 ． 2 0 ． 3 0 ． 4 0 ． 4 0 ． 5 0 ． 4 0 ． 3 0 ． 2 0 ． 1 I 0 0 0 0 0 0 0 ． 1 0 ． 2 0 ． 3 O ． 5 0 ． 7 0 ． 8 0 ． 9 一 级模糊综合评判矩阵 4 尽 1 7 专家打分确定各因素 的权重 ， 每项因素影响 系统工作寿命 的最高分数为 1 ， 分数为 1表明该项影 响因素的大小严重影响系统 的工作寿命 。第 位专家 对第 i 项因素打分为P 则第 项的总分为 P 。 ∑p 1 8 权重 } 1 9 ∑P {Wu 。 ， ， ⋯ ， 2 0 二级模糊综合评判矩阵 8 A 2 1 k 。 晡一 0 o 0 一 一 一■ ■ 高 一o o 0 0 0 o 一 ㈤ 一 中 一o 0 o 0 o 一 一3 2 3 。 2 低 一o 0 o 0 一 a 一 ， 。 一c c c O 0 ⋯． ，_ 广工 _ ， J 久 卅 ， _寸 巫J J天例 ⋯ 12 I -T J 州 姒 b 菲 l 王1 于佰 1 止 系 欲 丌 异 针对个体识别应用最大隶属度法评判 ] V{ I 一 ⋯ I 2 2 选评判指标中最大的 1 ≤p ≤k 对应的备择集 中的 值。 2 应用实例 试验对象为某国产数控立式加工中心， 该型号机 床共 5台， 其基本参数见表 2 。 表 2 数控立式 j n - r 中心基本参数 类别 参数 值 基本信息 生产 日期 2 0 0 4生 轴行程 1 4 0 0 mm y轴行程 6 5 0 mm 轴线 z轴行程 6 3 0 m m 进给速度 5～ 6 0 0 0 m m ／ m i n 刀库容量 2 4把 刀柄规格 B T 5 0 最大刀具直径 1 1 0 mm 自动换刀装置 最长刀具 3 5 0 ram 最大刀重 1 5 k g 平均换刀时间 2 ． 5 s 主轴电机功率 1 5 k W 主轴转速范 围 6 0～ 6 0 0 0 r ／ m i n 最高转速 6 0 o 0 r ／ rai n 主轴 额定转速 1 5 0 0 r ／ mi n 额定扭矩 9 5 ． 5 N m 最大扭矩 3 8 0 N m 试验采用试验场试验， 无替换定时截尾试验 ， 试验 时间2 2 0小时， 试验加载方式如图 2所示 ， 单次加载循 环试验参数见表 3 。 图 2 加载试验 表 3 单次循环试验参数 项 目 轴 Y轴 z轴 主轴 加载力 3 5 0 0 N 1 3 5 o N 7 6 N n l 进给速度 5 o 0 m m ／ m i n 加载时间 6 0 s 主轴转速 9 o o r ／ mi n 2 0 0 r ／ mi n 最高转速 5 5 0 0 r ／ m i n 运转时间 1 0 0 s 换刀次数 3次 试验数据按第 2节方法处理， 结果见表 4 。 表 4 试验结果 根据测试结果 ， 代人隶属函数得等级权重集 ， 得 0 0 O 4 7 53 0 0 ． 5 0 - 1 ’ 0 o ． 5 o I o 0 I 4 7 o l 5 3 0 J 、 快速可靠性评估修正系数 K的取值 区间在 [ 1 ， 6 ] ， 按等步长原则在该区间内取一系列离散点， 得备择 集 。 V 【 0 0 ．5 1 1 ． 5 2 2 ．5 3 3． 5 4 4． 5 5 5． 5 6】 经过机床方面专家评估打分 ， 得权重矩阵 。 计算二级模糊综合评判矩阵 阜 [ 0 ． 0 9 0 ． 1 1 0 ． 1 5 0 ． 2 0 0 ． 2 5 0 ． 2 9 0 ． 3 0 0． 2 9 0 ． 28 0． 2 6 0 ． 23 0． 2 2 0 ．21 ] 表 5 专家打分统计表 试验共进行了时间 2 2 0小时 ， 期间发生 3次故障， 分别为主轴高速异响、 机械手松刀故 障以及刀库选刀 故障。按最大隶属 度法评判得 k3 ， M T B F 2 2 0小 时 。 利用单位产品制造信息系统和设备故障维修系 统 ， 分析了 5台同年月购置并投入使用的同型号机床 四年 2 0 1 1年 1 月 1日至 2 0 1 4年 1 2月 3 1日 的故障 数据 ， 得表 6统计数据及表 7故障统计表。从图表中 可以看出统计 MT B F为 2 3 1 小时 ， 故障集 中在 主轴系 统 、 刀库及机械手 、 进给轴系统 、 电气及数控系统等部 位 ， 与试验结果相近。 表 6 统计数据 皇t i口 _ J 目驯 ， J 1 4-L Ⅸ，l 、 3 结论 1 结合试验场试验流程及故 障机理， 系统总结 了影响数控机床试验场可靠性试验评估修正系数的各 项关键试验参数及过程状态监测量 ， 并以此为基础 ， 采 用 数据归一化方法 ， 形成模糊评价选 择集 。 2 针对快速可靠性试验评价 中的修正系数影响 因素多、 存在模糊性 、 不能直接计算等特点， 将试验数 据、 经验数据 、 评分系统等相结合， 提 出了一种基于模 糊综合评价法的可靠性修正系数计算方法。 3 以某 国产数控立式加工 中心为对象， 采用试 验场试验方式进行了可靠性加载试验与 M T B F评估 ， 并与 5台同厂家同型号 同年出厂机床现场跟踪试验 MT B F评估结果进行对 比， 二者 比较一致 ， 验证了可靠 性修正系数计算的准确性。 [ 参考文献] [ 1 ]杨兆军， 陈传海， 陈菲， 等．数控机床可靠性技术的研究 进展 [ J ] ．机械工程学报 ， 2 0 1 3 ， 4 9 2 0 1 3 01 3 6 ． [ 2 ]J E F F R E Y P K， S T E V E N M C ， MA R K E O， e t a1 ．R e l i a b i l i t y o f ma n u f a c t u r i n g e q u i p me n t i n c o mp l e x e n v i r o n m e n t s [ J ] ． An nals o f Op e r a t i o ns Re s e a r c h， 201 1， 1 012 6． [ 3 ]中国机械工业联合会．G B ／ T 2 3 5 6 7 ． 1数控机床可靠性评 定 第 1 部分 总则[ s ] ．北京 中国标准出版社， 2 0 0 9 ． [ 4 ]黄祖广．立式加中心 可靠性测试与评价技术的研究 [ D ] ．北京 北京工业 大学 ， 2 0 0 7 ． [ 5 ]陈炳锟．数控机床可靠性试验设计及评估方法研究 [ D] ．长 春 吉林 大学 ， 2 0 1 1 ． [ 6 ]李世龙．数控机床可靠性评估及分配技术的研究[ D] ． 重庆 重庆大学 ， 2 0 1 3 ． [ 7 ]Wa n g Y Q， Y a m R C M， Z u o M J ， e t a 1 ．A c o mp r e h e n s i v e r e l i abi l i t y al l o c a t i o n m e t h o d f o r d e s i g n o f C N C l a t h e s [ J ] ． R e l i a b i l i t y E n g i n e e ri n g a n d S y s t e m S a f e t y ， 2 0 0 1 ， 7 2 3 2 4725 2． [ 8 ]Z h a n g G B， L i a o Z B ．R e s e a r c h o n R e l i a b i l i t y A l l o c a t i o n o f D i r e c t - D ri v e H o b b i n g Ma c h i n e [ C ] ．1 3 t h I n t e r n a t i o n a l Ma n u f a c t u r i n g C o n f e r e n c e i n C h i n a I MC C 2 0 0 9 ． Ma t e r i a l s S c i e n c e Fo r u m ，20 09，v 62 862 92 4 5 2 5 0． 1 9 l L e e G L ， L i n H J ，Y u T W，e t a 1 ．O p t i mal A l l o c a t i o n for I m p r o v i n g S y s t e m R e l i a b i l i t y U s i n g A H P[ C] ．2 0 0 8 I E E E I n t e rna t i o nal Co nf e r e n c e o n S u s t a i na bl e En e r g y Te c hn o l o g i e s I C S E T 2 0 0 8 ．I n s t ．o f E l e c ．a n d E l e c ．E n g ．C o mp u t e r S o c i e t y ，2 0 0 81 5 9 1 6 3 ． [ 1 0 ]郝庆波．数控机床可靠性及维修性的模糊综合分配与 预计[ D ] ．长春 吉林大学， 2 0 1 2 ． [ 1 1 ]张宏斌， 贾 志新 ， 郗安 民， 等．基于模 糊综合评价 的 D K 7 7系列电火花线切割机床可靠性评估 [ J ] ． 机床与液 压 ， 2 0 0 9， 3 7 1 1 2 4 62 4 7 ． [ 1 2 ]于春雨， 刘新华， 李锋 ， 等．基于信息熵的小子样产品模 糊可靠性评价方法[ J ] ．电测与仪表， 2 0 1 1 ，4 8 5 4 6 9 3 9 6． [ 1 3 ]黄祖广， 赵钦志， 盛伯浩 ， 等．加工中心可靠性试验载 荷谱的研究[ J ] ．制造技术与机床， 2 0 0 8 2 6 O一6 5 ． [ 1 4 ]曹国强， 包明宇， 高霁．模糊综合评价法在复杂机械设 备可靠性 [ J ] ．机械设计与制造， 2 0 0 3 1 1 2 ． [ 1 5 ]杨纶标， 高英仪 ， 凌卫新．模糊数学原理及应用[ M] ． 广 州 华南理工大学出版社， 2 0 1 1 ． 编辑赵蓉 上接 第 2 9页 由上述调整过程可知， 在第 3次调整后， 剩余不平 衡量 1 4 ． 3 m g mm≤u p 达到转子动平衡要求。陀螺 仪 由陀螺转子、 轴承及其它部件组成。由于转子 自身 平衡精度有限， 轴承内环偏心难 以完全消除及转子轴 颈在轴承中的安装位置不 同等 因素影响， 在调整位移 小于 g m时， 很难一次完成， 且相位也发生一定变化 ， 但调整效率较人工手动调整明显调高。 因陀螺仪平衡精度要求较高 ， 仅提高个别零部件 的平衡精度不仅受限于当今技术条件， 且会增加经济 成本 ， 显然不是 明智之举。通过质心平移法在不破坏 陀螺仪 自身零部件平衡精度的前提下可以有效地满足 陀螺仪的不平衡调整。 3 结束 语 本文针对陀螺仪结构特点和平衡精度要求 ， 研制 了陀螺仪动平衡 自动化调整装置。基于 L a b V I E W 软 件实现装置 自动识别、 判断及数据处理等操作。通过 陀螺转子动平衡调整实验验证了质心平移法消除陀螺 仪不平衡方案的合理性及可行性， 实验结果表明调整 效率比人工手动调整显著提高 ， 且节省大量人力成本。 [ 参考文献] [ 1 ]郭晓伟 ， 李要平．基于质心平移法动平衡的校正[ J ] ．微 电机 ， 2 0 1 1 ， 4 4 1 2 9 29 9 ． [ 2 ]徐宾刚， 屈梁生， 孙瑞祥．基于影响系数法的柔性转子 无试重平衡法研究 [ J ] ．西安交通大学学报，2 0 0 0 ， 3 4 7 6 36 7． [ 3 ]刘钢旗， 郑龙席， 梅庆， 等．一种跨二阶柔性转子无试重 模 态 平 衡 方 法 [ J ] ． 航 空 学 报 ，2 0 1 4， 3 5 4 l 01 91 0 25． [ 4 ]商占胜．挠性转子动平衡的研究 [ J ] ．机械设计与制造 ， 2 0 1 1 1 2 1 4 61 4 8 ． [ 5 ]D J R o d r i g u e s ， A R C h a m p n e y s ， M I F r i s w e l l ， e t a 1 ． A u t o m a t i c t w o - p l a n e b a l a n c i n g f o r r i g i d r o t o r s [ J ] ．I n t e r n a t i o n a l J o u rna l o f N o n L i n e a r Me c h a n i c s ， 2 0 0 8 ， 4 3 6 5 2 7 5 4 1 ． [ 6 ]G r e e n K，C h a m p n e y s A R，F r i s w e l l M I ．A n a l y s i s o f t h e Tr a ns i e nt Re s p o n s e o f a n Aut o ma t i c Dy n a mi c Ba l a n c e r for E c c e n t r i c R o t o r s[ J ] ．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f Me c h a n i c a l S c i e n c e s ，2 0 0 6， 4 82 7 4 2 9 3 ． [ 7 ]叶能安， 余汝生．动平衡原理与动平衡机 [ M] ． 武汉 华 中工学院出版社， 1 9 8 5 ． [ 8 ]程进杰， 孙郁，孙立佳 ， 等． 高速透平转子的动平衡试验 研究[ J ] ． 低温与超导， 2 0 1 4 0 6 6 9 ． [ 9 ]陶利民． 转子高精度动平衡测试与自动平衡技术研究 [ D] ． 长沙 国防科学技术大学， 2 0 0 6 ． [ 1 0 ]哈托 施奈德． 平衡技术理论与实践[ M] ．北京 机械 工业出版社， 1 9 8 1 ． 编辑赵蓉