摘要：为快速、准确地判断数控机床故障等级,避免出现花大代价处理次要故障,而关键故障却被忽略的情况,提出了一种以元动作单元为分析主体的数控机床故障分级决策方法.首先,为细化数控机床故障分析的粒度,使得分析过程更加简便,从系统功能分解的角度将数控机床按照“功能(function)-运动(motion)-动作(action)”逐层分解直至元动作层.其次,通过对分解过程进行分析,给出了元动作单元概念模型,明确了一个标准元动作单元需要包含的3类要素.然后,从动作的层面全面分析并总结元动作单元的故障模式类型.接着,定义了元动作单元故障模式的3个等级,按照评价指标对数控机床故障模式进行评价,再通过灰色聚类理论分析故障模式量化评价值,利用所得出的聚类结果建立了故障模式分级的原始决策表,随后通过粗糙集理论对原始决策表进行知识约简以使决策规则进一步简化,最终形成了一种能够快速、准确确定故障模式等级的决策方法.最后,通过对某数控机床齿条移动元动作单元的分析,验证了所提方法的合理性与有效性.实例分析结果表明使用该方法能够快速、准确地确定数控机床的故障模式等级,提高了决策效率,所得结论更加明确且具有针对性,可为后续的维修过程控制提供依据.研究结果能给相关企业确定数控机床故障等级提供有效指导,一定程度上优化企业维修资源的配置.

关键词：元动作单元 故障分级 灰色聚类决策 粗糙集 知识约简 

单位：重庆大学机械传动国家重点实验室; 重庆400044; 四川华都核设备制造有限公司; 四川都江堰611800