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清华大学学报(自然科学版)  2020, Vol. 60 Issue (4): 299-305    DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.049
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基于性能退化数据的数控转台单子样可靠性分析
张云, 于广, 王立平, 姜楠
清华大学 机械工程系, 精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室, 北京 100084
Performance degradation data based NC rotary table reliability predictions using a single sample
ZHANG Yun, YU Guang, WANG Liping, JIANG Nan
Beijing Key Laboratory of Precision/Ultra-Precision Manufacturing Equipment and Control, Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China
全文: PDF(1783 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 针对数控转台可靠性高、寿命长、失效样本数据少的情况,采用基于性能退化数据的可靠性评估方法进行研究。在试验过程中通过测量转台不同角度回转精度的性能退化量扩充试验数据,根据试验数据计算得出数控转台的伪失效寿命值。为了提高转台可靠性评估结果的准确率,采用虚拟增广原理扩展试验数据,再对扩展试验数据采用数学方法进行分析。结果表明:该方法可对数控转台的可靠性进行评估,得到数控转台的可靠度、失效分布密度函数和预期平均寿命等可靠性指标。该方法节省了试验成本与时间。
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张云
于广
王立平
姜楠
关键词 数控转台单子样性能退化数据虚拟增广可靠性    
Abstract:Reliability evaluations of numerical control (NC) rotary tables are limited by their good reliability, long lives and few samples. This paper presents a reliability evaluation method based on performance degradation data for NC rotary tables. The test data is expanded by measuring the performance degradation of a rotary table at different angles to calculate a pseudo-life for the rotary table. The accuracy of the rotary table reliability evaluation is improved using the virtual augmentation principle to expand the test data with the virtual augmented samples analyzed mathematically. The results show that this method can be used to determine various reliability indexes such as the reliability, failure distribution density function and predicted average life of NC rotary tables. This method significantly reduces the test costs and time.
Key wordsnumerical control (NC) rotary table    single sample    performance degradation data    virtual augmentation    reliability
收稿日期: 2019-06-09      出版日期: 2020-04-03
基金资助:国家科技重大专项(2016ZX04004-004)
引用本文:   
张云, 于广, 王立平, 姜楠. 基于性能退化数据的数控转台单子样可靠性分析[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2020, 60(4): 299-305.
ZHANG Yun, YU Guang, WANG Liping, JIANG Nan. Performance degradation data based NC rotary table reliability predictions using a single sample. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2020, 60(4): 299-305.
链接本文:  
http://jst.tsinghuajournals.com/CN/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.049  或          http://jst.tsinghuajournals.com/CN/Y2020/V60/I4/299
  图1 建立各应力水平下的退化轨迹模型的流程
  表1 数控转台回转精度误差退化试验数据(部分)[1 3]
  图2 试验样本回转精度性能退化数据拟合曲线
  表2 样本数据与各数学模型拟合后的误差平方和及参数值
  图3 虚拟增广样本分布假设检验概率图
  表3 分布假设 K G S检验结果
  图4 数控转台可靠度曲线(表1数据)
  图5 数控转台失效概率密度函数曲线(表1数据)
  图6 数控转台失效率曲线(表1数据)
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