數(shù)控系統(tǒng)正廣泛應(yīng)用于各類機(jī)電設(shè)備上，由于數(shù)控系統(tǒng)的復(fù)雜性以及控制的重要性，一般來說，對它的可靠性要求都較高。高的可靠性是先進(jìn)的控制方法得以應(yīng)用的保證。但任何產(chǎn)品的可靠性提高到了一定程度，再提高就很困難，雖花費(fèi)很大的代價(jià)但收效甚微。因?yàn)榈搅诉@種程度，能排除的缺陷都已被排除，只剩下不能控制也不能預(yù)測的缺陷．這些缺陷所引起的故障就是偶然故障．是難以消除的。 



對于大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)，盡管要求較高的可靠性，但也不是完全不允許出故障，所以，都屬于可修復(fù)系統(tǒng)。既然是可修復(fù)系統(tǒng)．只談系統(tǒng)的狹義可靠性已無多大實(shí)際意義，而是要考慮維修在內(nèi)的廣義可靠性。 



1 廣義可靠性的概念 



廣義可靠性也稱有效性。對可修復(fù)產(chǎn)品來說，它是將可靠性和維修性綜合起來評價(jià)產(chǎn)品的。廣義可靠度是廣義可靠性的衡量指標(biāo)，是產(chǎn)品在指定對刻．能保持工作能力的概率。用A(t)表示，它是時(shí)間的函數(shù)。如A(300)=0.96，即意味著100臺設(shè)備在規(guī)定工作時(shí)間300小時(shí)內(nèi)，平均有96臺設(shè)備處在正常狀態(tài)可以運(yùn)行。至于這期間有幾臺出現(xiàn)故障，在什么時(shí)候出故障都無關(guān)．只要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)修好，保證到300小時(shí)時(shí)有96臺完好就算滿足了指標(biāo)。若是一臺設(shè)備A=0 96則表示該設(shè)備有96％的時(shí)間處于有效狀態(tài)，允許中間出現(xiàn)故障停車修理。這與R(300)=0 96不同，R(300)=0 96表示一臺設(shè)備正常運(yùn)行300小時(shí)無故障的可能性為96％。廣義可靠性常用瞬時(shí)有效度A(1)、平均有效度(T)、時(shí)間有效度A來表示。 



對于偶然故障型產(chǎn)品所發(fā)生的故障是不隨時(shí)問變化，無故障工作時(shí)聞的分布一般用指數(shù)分布來描述，即故障率λ 為常數(shù)。同樣，產(chǎn)品的修理時(shí)間也常用指數(shù)分布來描述，即修理率μ為常數(shù)。太多數(shù)情況下，不能工作時(shí)間即為修理時(shí)間。所以 



從此式可以看出：減小λ 或增大μ都可以增大A值。所以，對于可修復(fù)系統(tǒng)廣義可靠性的增長可以通過提高可靠性，也可以通過提高維修性來實(shí)現(xiàn)。 



2 數(shù)控系統(tǒng)廣義可靠性的增長 



數(shù)控系統(tǒng)廣義可靠性增長，必須綜合考慮可靠性和維修性的增長。當(dāng)然，可靠性的增長仍要放在優(yōu)先的地位。只有當(dāng)用于可靠性增長的費(fèi)用已經(jīng)超出了因可靠性增長而節(jié)省的維修費(fèi)用和停機(jī)損失，而用戶無特殊要求時(shí)，就不要再繼續(xù)追求可靠性增長。接下去的工作重點(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)移到提高維修性上來。 



在數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)中，如能減少成本甚至能不花錢就能提高可靠性或維修性的措施，當(dāng)然是最好的；還有能同時(shí)提高可靠性和維修性的措施，也要優(yōu)先實(shí)施。

   

2.1 同時(shí)提高可靠性和維修性的措施 



(1)盡量簡化設(shè)計(jì)，即盡量使電路簡單、元器件個(gè)數(shù)步、品種少、集成度高； 



(2)盡可能實(shí)現(xiàn)元器件、部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、通用化； 



(3)數(shù)控軟件盡可能采用模塊化設(shè)計(jì)。 



2.2 既提高可靠性又降低成本的措施 



盡量以軟件代替硬件來實(shí)現(xiàn)所需的功能。軟件的成本相對教低，而可靠性相對較高，在運(yùn)行速度要求不是很高的時(shí)候，應(yīng)充分發(fā)揮軟件的功能．以減少元器件的數(shù)目，提高系統(tǒng)的可靠性。 



2.3 數(shù)控系統(tǒng)可靠性增長的常用措施 



(1)提高薄弱環(huán)節(jié)的可靠性，在關(guān)鍵部位采用冗余設(shè)計(jì)； 



(2)優(yōu)選零件種類，降負(fù)荷使用電氣器件，以降低故障率； 



(3)設(shè)計(jì)電路考慮繼承性； 



(4)考慮瞬態(tài)電流電壓的保護(hù)．盡可能設(shè)計(jì)對元器件參數(shù)漂移不敏感的電路； 



(5)盡量減少接點(diǎn)數(shù)量，提高接點(diǎn)質(zhì)量。印制板的插頭采用雙面連接； 



(6)采用硬件的抗干擾設(shè)計(jì)。如進(jìn)行電源干擾的隔離，強(qiáng)電和弱電的光電隔離，對電磁干擾的屏蔽等；通過這些措施來防止軟件的丟失和變化，以提高軟件運(yùn)行的可靠性； 



(7)軟件設(shè)計(jì)中防干擾，如能自動(dòng)剔除超極限的數(shù)值；能自動(dòng)對非法的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷井去除。 



如在GICC數(shù)控系統(tǒng)中，為了提高可靠性，設(shè)置了急停功能。若遇意外情況，按STOP鍵，則刀架立即停止運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在屏幕右上角顯示STOP字樣，而且考慮了在急停后的后繼操作。從而可以避免太的故障的發(fā)生。 



2.4 提高數(shù)控系統(tǒng)的維修性的常用措施 



(1)簡化維修。降低維修的難度和復(fù)雜性；減少維修的次數(shù)和時(shí)間；降低維修人員數(shù)量以及對維修設(shè)備的要求；使用具有良好互換性的元器件。 



(2)提高故障的可檢測性。設(shè)計(jì)較為集中的不需解體的檢測點(diǎn)，以方便檢測和故障定位。 



(3)進(jìn)行可達(dá)性設(shè)計(jì)，使故障元器件或組件的修理、更新、維護(hù)容易。 



(4)進(jìn)行維修性安全設(shè)計(jì)。保證維修操作安全；采用防止維修人員披電擊的設(shè)計(jì)；對可能不安全部位加明顯的警示。 



(5)進(jìn)行提高維修效率的設(shè)計(jì)。盡量采用可快速裝拆的元器件或組件；進(jìn)行恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使某一部位進(jìn)行維修時(shí)，不需或極少拆卸其它元器件或組件。 



(6)進(jìn)行防錯(cuò)設(shè)計(jì)。對可能出現(xiàn)誤裝、誤操作，要從設(shè)計(jì)上避免。 



(7)進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì)。維修時(shí)保證有充分的維修空間，有足夠的亮度、較小的振動(dòng)和噪音。 



(8)對軟件進(jìn)行可維修性設(shè)計(jì)。要方便恢復(fù)、修改丟失的程序和數(shù)據(jù)。 



(9)進(jìn)行冉診斷設(shè)計(jì)。設(shè)置各種診斷程序，防止故障的發(fā)生和擴(kuò)大。在故障發(fā)后，能迅速查明故障類型及部位。 



(10)進(jìn)行監(jiān)控功能的設(shè)計(jì)。能監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的狀態(tài)，對數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)異常進(jìn)行報(bào)警，以提供故障診斷的信息。 



例如，在GICC系統(tǒng)中，為了提高維修性，設(shè)計(jì)了復(fù)位功能。一旦出現(xiàn)由于程序和數(shù)據(jù)處理引起中斷的運(yùn)行結(jié)果而造成故障停機(jī)，可以按復(fù)位鍵，使控制系統(tǒng)進(jìn)人正常的工作狀態(tài)。這樣做不會破壞有關(guān)軟件及正常的中問處理結(jié)果。 



3 結(jié)語 



數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)中的廣義可靠性增長，不單單是可靠性增長也包括維修性提高。廣義可靠性的增長應(yīng)以最經(jīng)濟(jì)的手段達(dá)到目的。