[发明专利]一种面向多性能参数的数控装备性能可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控装备可靠性评估技术领域，具体是一种面向多性能参数的数控装备性能可靠性的评估方法。

背景技术

数控装备使用的高精度和高可靠性最终是要靠装备本身的性能来保证的，数控装备的性能可靠性是指：在正常使用条件下，数控装备在规定的工作时间内，其性能参数满足规定的允许限要求的能力。数控装备的性能可靠性关注的是数控装备在使用过程中功能和技术性能的保持性，强调数控装备在使用期间的质量特性。

数控装备性能可靠性评估技术是一种对数控装备可靠性进行定量化控制的必要手段之一，其主要目的是衡量数控装备是否达到预期的设计目标及使用要求，指出数控装备使用过程中的薄弱环节，为改进数控装备的设计、制造、工艺与维护等指明方向。

数控装备的性能主要包括精度(如几何精度，位置精度和传动精度等)、刚度(如精刚度和动刚度等)、动态响应特性(如上升时间，超调量，调节时间，动态降落和恢复时间等)等。现有的数控装备可靠性评估技术大多基于单一性能参数的，采用数控装备的历史故障与寿命数据，或者单一性能参数的劣化数据，推断数控装备寿命的概率分布曲线，从而确定数控装备的可靠性水平。实际上，数控装备在使用过程中，受加工工况、加工工艺参数、工件余量分布不均、环境温度和润滑等外部条件改变，多个性能参数会同时发生不同程度的劣化，导致数控装备功能和技术性能无法达到规定要求，数控装备可靠性下降。由于现有的可靠性评估技术没有考虑多个性能参数变化而引起可靠性发生变化的情况，导致可靠性评估结果的准确度和可信度下降，从而使终端用户多采用牺牲性能而保守使用的方式来使用数控装备，大大降低了数控装备生产效率和利用率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种面向多性能参数的数控装备性能可靠性评估方法，综合考虑多个性能参数对数控装备可靠性的影响，提高可靠性评估的准确性。

一种面向多性能参数的数控装备性能可靠性评估方法，具体包括如下步骤：

1)收集数控装备的m个性能参数的退化数据，判断各性能参数之间的相关性，得到相互独立的性能参数的个数p，性能参数不相互独立的个数q。

通过数控装备的性能测试实验，采集k(k＝1，2，…，L)个数控装备在时刻t_i(i＝1，2，…，n)的j(1，2，…，m)个性能参数值y_ijk。L为被观测数控装备的个数，n为测量的次数，m为测量的性能参数的个数。设性能参数退化量数据集Y＝(y₁(t)，y₂(t)，…，y_j(t)，…，y_m(t))由m个随机变量组成，y_j(t)为性能参数j在时刻t的观测数据集，即y_j(t)＝{(x₀，y₀)|x₀＝t_i，y₀＝y_ijk，i＝1，2，…n，k＝1，2，…L}。定义性能参数c和性能参数d的协方差为：Cov(y_c(t)，y_d(t))＝E[(y_c(t)-μ_c(t))(y_d(t)-μ_d(t))]，其中μ_j(t)是第j个性能参数在t时刻的均值或期望值，即均值为μ_j(t)＝E(y_j(t))，var(y_j(t))＝E[(y_j(t)-μ_j(t))²]为第j个性能参数的方差。第c个性能参数与第d个性能参数的相关性取决于协方差的相关性系数υ_cd，定义为：