數控系統(tǒng)正廣泛應用于各類機電設備上，由于數控系統(tǒng)的復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。高的可靠性是先進的控制方法得以應用的保證。但任何產品的可靠性提高到了一定程度，再提高就很困難，雖花費很大的代價但收效甚微。因為到了這種程度，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。 



對于大多數數控系統(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，都屬于可修復系統(tǒng)。既然是可修復系統(tǒng)．只談系統(tǒng)的狹義可靠性已無多大實際意義，而是要考慮維修在內的廣義可靠性。 



1 廣義可靠性的概念 



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



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



2 數控系統(tǒng)廣義可靠性的增長 



數控系統(tǒng)廣義可靠性增長，必須綜合考慮可靠性和維修性的增長。當然，可靠性的增長仍要放在優(yōu)先的地位。只有當用于可靠性增長的費用已經超出了因可靠性增長而節(jié)省的維修費用和停機損失，而用戶無特殊要求時，就不要再繼續(xù)追求可靠性增長。接下去的工作重點應轉移到提高維修性上來。 



在數控系統(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，當然是最好的；還有能同時提高可靠性和維修性的措施，也要優(yōu)先實施。

   

2.1 同時提高可靠性和維修性的措施 



(1)盡量簡化設計，即盡量使電路簡單、元器件個數步、品種少、集成度高； 



(2)盡可能實現元器件、部件的標準化、系統(tǒng)化、通用化； 



(3)數控軟件盡可能采用模塊化設計。 



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現所需的功能。軟件的成本相對教低，而可靠性相對較高，在運行速度要求不是很高的時候，應充分發(fā)揮軟件的功能．以減少元器件的數目，提高系統(tǒng)的可靠性。 



2.3 數控系統(tǒng)可靠性增長的常用措施 



(1)提高薄弱環(huán)節(jié)的可靠性，在關鍵部位采用冗余設計； 



(2)優(yōu)選零件種類，降負荷使用電氣器件，以降低故障率； 



(3)設計電路考慮繼承性； 



(4)考慮瞬態(tài)電流電壓的保護．盡可能設計對元器件參數漂移不敏感的電路； 



(5)盡量減少接點數量，提高接點質量。印制板的插頭采用雙面連接； 



(6)采用硬件的抗干擾設計。如進行電源干擾的隔離，強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，以提高軟件運行的可靠性； 



(7)軟件設計中防干擾，如能自動剔除超極限的數值；能自動對非法的數據進行判斷井去除。 



如在GICC數控系統(tǒng)中，為了提高可靠性，設置了急停功能。若遇意外情況，按STOP鍵，則刀架立即停止運動，同時在屏幕右上角顯示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雜性；減少維修的次數和時間；降低維修人員數量以及對維修設備的要求；使用具有良好互換性的元器件。 



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



(3)進行可達性設計，使故障元器件或組件的修理、更新、維護容易。 



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



(5)進行提高維修效率的設計。盡量采用可快速裝拆的元器件或組件；進行恰當的結構設計，使某一部位進行維修時，不需或極少拆卸其它元器件或組件。 



(6)進行防錯設計。對可能出現誤裝、誤操作，要從設計上避免。 



(7)進行人機工程設計。維修時保證有充分的維修空間，有足夠的亮度、較小的振動和噪音。 



(8)對軟件進行可維修性設計。要方便恢復、修改丟失的程序和數據。 



(9)進行冉診斷設計。設置各種診斷程序，防止故障的發(fā)生和擴大。在故障發(fā)后，能迅速查明故障類型及部位。 



(10)進行監(jiān)控功能的設計。能監(jiān)視數控系統(tǒng)的狀態(tài)，對數控系統(tǒng)出現異常進行報警，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，設計了復位功能。一旦出現由于程序和數據處理引起中斷的運行結果而造成故障停機，可以按復位鍵，使控制系統(tǒng)進人正常的工作狀態(tài)。這樣做不會破壞有關軟件及正常的中問處理結果。 



3 結語 



數控系統(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以最經濟的手段達到目的。