数控刀架可靠性分析与信息管理系统设计

发布时间：2017-10-22 10:26

  本文关键词：数控刀架可靠性分析与信息管理系统设计

  更多相关文章： 数控刀架 故障树 小样本 Weibull 分布混合模型 可靠性分析及信息管理系统 人机界面 眼动实验

【摘要】：数控刀架是中高档数控机床的关键零部件,其可靠性水平直接影响数控机床的综合技术水平。为有效开展专门针对数控刀架的可靠性工作,文中开发设计数控刀架可靠性分析及信息管理系统软件。数控刀架属于机电液混合产品,其结构原理复杂,工作环境多变。因此,数控刀架的可靠性信息中存在多故障模式、故障部位及故障原因,这给可靠性信息收集工作带来一定的困难。文中针对数控刀架这一特点,结合已有数控刀架的维修信息、刀架特性及专家经验,归纳总结出其典型的故障模式、故障原因及故障部位并对其进行故障树分析。文中初步建立了数控刀架的故障树,并对其进行了定性和定量分析,为可靠性分析及信息管理系统的开发做出了前期准备。可靠性指标分析依赖于可靠性模型的建立,文中开发设计的信息管理系统采用Weibull分布模型和指数分布模型。这两种模型的建立依赖于大量的可靠性信息数据,但是在数控刀架可靠性工作的早期阶段,可靠性数据极其匮乏,传统的可靠性建模方法不能满足可靠性指标分析的需要。文中采用经典的Bayes理论方法充分利用验前信息,估算各故障时间点的概率值,然后采用2参数Weibull混合分布模型对其各数据点进行曲线拟合,并结合加权最小二乘法和差分进化算法(DE)进行参数估算,最终求得各参数指标。小样本情况下的可靠性建模弥补了可靠性信息管理系统的不足,为该系统的开发提供了补充和支持。在充分了解数控刀架的可靠性信息特性之后,基于SQL数据库及MATLAB编程语言开发设计可靠性分析与信息管理系统。该系统具备基本的信息录入、查询、维护等功能,同时可以对数据信息进行统计分析。在可靠性指标计算模块中,可以对故障信息进行可靠性建模、指标计算等。本信息管理系统功能完善,能够为数控刀架的可靠性工作提供有力帮助。为了提升信息管理系统整体的可用性水平,对该信息管理系统的人机界面进行概念设计。文中从用户行为、心理学等角度对软件界面的颜色、文字、布局、功能等进行再设计。为保证重新设计后界面的可用性,文中选择三组设计前后的典型界面,设计任务流程,进行眼动实验。眼动实验从任务执行效率和用户心理感知两方面对界面的可用性进行评价和验证。实验结果表明,概念设计后的人机界面具有更高的可用性水平。
【关键词】：数控刀架 故障树 小样本 Weibull 分布混合模型 可靠性分析及信息管理系统 人机界面 眼动实验
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章. 绪论7-13
• 1.1. 课题研究背景与意义7-8
• 1.2. 国内外数控刀架可靠性技术研究现状8-9
• 1.3. 故障分析技术研究现状9-10
• 1.4. 小样本可靠性建模技术研究现状10-11
• 1.5. 本文研究内容11-13
• 第二章. 数控刀架故障树分析13-27
• 2.1. 故障树基本术语和符号13-14
• 2.2. 故障树的建立14-15
• 2.3. 故障树的定性分析15-17
• 2.4. 故障树的定量分析17-19
• 2.5. 数控刀架的故障树分析实例19-26
• 2.6. 本章小结26-27
• 第三章. 基于Bayes方法的小样本数控刀架可靠性建模27-39
• 3.1. 可靠性分析模型27-29
• 3.2. 失效数据的Bayes估计29-32
• 3.3. 差分进化算法32-34
• 3.4. 数控刀架分析实例34-38
• 3.5. 本章小结38-39
• 第四章. 数控刀架可靠性分析与信息管理系统开发39-61
• 4.1. 可靠性数据收集39-42
• 4.2. 系统设计42-47
• 4.3. 系统功能47-52
• 4.4. 实例分析52-59
• 4.5. 本章小结59-61
• 第五章. 可靠性信息管理系统人机界面概念设计61-83
• 5.1. 界面设计研究61-62
• 5.2. 以用户为中心的界面设计62-64
• 5.3. 界面元素设计64-66
• 5.4. 信息管理系统界面概念设计展示66-76
• 5.5. 界面设计可用性验证76-80
• 5.6. 本章小结80-83
• 第六章. 总结与展望83-85
• 6.1. 全文总结83-84
• 6.2. 研究展望84-85
• 致谢85-87
• 参考文献87-89
• 附录A89

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蔡子远;;探讨数控刀架类故障诊断与维修的方法[J];硅谷;2011年08期

2 张立敏;申桂香;张英芝;王晓峰;郑珊;孟书;;小样本数控刀架的可靠性模型[J];吉林大学学报(工学版);2012年S1期

3 侯朱伟;;数控刀架维修初探[J];新课程(下);2012年04期

4 王丽杰;孙慧;丁喜波;白亚梅;;多工位数控刀架误差测量系统的研究[J];传感器世界;2007年08期

5 沈会;丁蕾;李之洋;;立式伺服数控刀架有限元分析[J];机械工程师;2013年09期

6 王海巧;孙蓓蓓;;基于实例推理的数控刀架快速设计方法[J];东南大学学报(自然科学版);2013年06期

7 谭伟,张济生,张根保;手动经济型数控刀架的原理与设计[J];机械;2001年01期

8 马洪波;朱显明;;四工位数控刀架常见故障诊断与维修[J];黑龙江科技信息;2012年24期

9 张希芳;魏传良;;手动经济型数控刀架的原理与设计[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2011年06期

10 张英芝;郑珊;申桂香;郑锐;谷东伟;牛序磊;;采用重要度和模糊推理的数控刀架危害性分析[J];吉林大学学报(工学版);2012年05期

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 李培森;好马还须配好鞍[N];中国机电日报;2002年

2 魏旭东;专业化生产是我国数控附件发展方向[N];中国工业报;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 付翔;数控刀架数字化优化设计快速开发平台[D];东南大学;2015年

2 龚书林;数控刀架可靠性分析与信息管理系统设计[D];东南大学;2015年

3 宗立华;数控刀架的可靠性试验方法研究[D];吉林大学;2011年

4 璩国伟;直驱伺服数控刀架关键技术研究[D];东北大学;2012年

5 白亚梅;数控刀架误差测量系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2009年

6 李登强;电主轴数控刀架的关键技术研究[D];东北大学;2011年

7 陈志恒;AK31数控刀架可靠性分析与控制技术研究[D];重庆大学;2014年

，

本文编号：1077985