基于贝叶斯网络的盘式刀库故障分析

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb20211196

摘要/Abstract

摘要：

针对刀库故障模式多样、故障原因不明的问题，基于刀库故障树分析，建立了盘式刀库系统贝叶斯网络，并利用一批故障数据求解网络节点的先验概率与条件概率。由贝叶斯网络节点重要度分析发现，刀盘电机、刀臂定位键及刀臂本体为盘式刀库的可靠性薄弱环节。此外，由贝叶斯父节点后验故障概率分析发现，换刀组件、储刀组件故障是造成刀库掉刀的主要原因，若发生掉刀应优先检修刀臂及刀盘电机。

关键词: 盘式刀库, 贝叶斯网络, 故障分析, 刀库可靠性

Abstract:

Aiming at multiple types of faults and unknown fault reasons of tool magazine， this paper established a Bayesian network of the circular tool magazine system based on fault tree analysis of the tool magazine. The prior probability and conditional probability of nodes in the Bayesian network are solved by using a batch of fault data. Based on the analysis of node importance of the Bayesian network， it is found that the cutter body motor， the positioning key of ATC and the body of ATC are the weak links in the circular tool magazine. In addition， based on the analysis of the posterior failure rate of the parent node， the failure of tool changing components and tool storage components are the main cause of tool loss in the tool library. If tool loss occurs， the tool arm and cutter head motor should be overhauled first.

Key words: circular tool magazine, Bayesian network, fault analysis, reliability of tool magazine

中图分类号:

TG659

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图/表 10

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表1

表2

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参考文献 16

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事件	事件名称	事件	事件名称
W	刀库系统故障	X₁₂	凸轮箱故障
E₁	刀库主体及防护组件故障	X₁₃	凸轮箱电机故障
E₂	储刀组件故障	X₁₄	刀盘计数接近开关故障
E₃	推刀组件故障	X₁₅	刀盘原点接近开关故障
E₄	换刀组件故障	X₁₆	倒/回刀接近开关故障
E₅	传感器组件故障	X₁₇	刀臂刹车接近开关故障
E₆	外部配合组件故障	X₁₈	刀臂扣刀接近开关故障
E₇	数控组件故障	X₁₉	刀臂原点接近开关故障
E₈	润滑系统故障	X₂₀	主轴移位
X₁	刀库本体损坏	X₂₁	数控代码有误
X₂	防护罩损坏	X₂₂	润滑不足或油管破裂
X₃	耐磨片故障	T₁	刀臂本体变形
X₄	刀盘本体故障	T₂	扣刀爪变形
X₅	刀盘电机故障	T₃	刀臂定位键磨损
X₆	减速机故障	T₄	刀臂顶杆故障
X₇	刀套故障	T₅	刀臂顶杆弹簧断裂
X₈	气缸故障	T₆	刀臂顶销磨损
X₉	单向阀故障	T₇	刀臂顶销弹簧断裂
X₁₀	电磁阀故障	T₈	刀臂胀紧环盖松动
X₁₁	机械爪故障	T₉	刀臂其他锁紧零件故障

模式代码	模式名称	故障频数	故障频率
M₁	掉刀	47	0.224
M₂	卡刀	27	0.129
M₃	刀盘无动作	46	0.219
M₄	刀臂无动作	19	0.090
M₅	刀套断裂	9	0.043
M₆	无法倒回刀	8	0.038
M₇	乱刀	2	0.010
M₈	支撑类零部件损坏	2	0.010
M₉	外罩类零部件损坏	3	0.014
M₁₀	气液堵渗漏	6	0.029
M₁₁	换刀声音异常	41	0.195