电火花加工机床高性能数控系统主板高加速寿命试验方法研究

【作者】 郭建梅； 孙东江； 马帅； 伏金娟； 何虎；

【机构】 北京市电加工研究所电火花加工技术北京市重点实验室； 北京航空航天大学；

【摘要】 电火花加工机床作为一款不可替代的"工作母机",其技术水平及可靠性直接影响我国制造工业的发展。数控系统是电火花加工机床脉冲电源的核心部分,数控系统主板是电火花加工机床的大脑。其性能、功能和可靠性决定了一个电火花加工机床的响应速度、易用性和稳定性,对电火花加工机床的好坏起着重要的作用。目前,国内对电工电子产品的可靠性技术研究较多,然而电火花加工机床的数控系统可靠性依然是制约我国电加工产业发展的共性和关键问题。本文结合电子产品的可靠性研究文献、标准,针对国家科技重大专项所设计的高性能数控系统主板引出并改进了高加速寿命试验方法,该试验用主板采用COM Express规范升级PCI Express总线技术,PICMG 1.0规范的载板设计保留对原有ISA系统的兼容;核心板和载板的结构形式,遵循了PICMG COM.0 Rev.2.0 Type6的设计规范。本文的高加速寿命试验方法研究,包括低温步进试验、高温步进试验、快速温度循环试验、振动步进试验、温度与振动综合试验;主要是参考《电工电子产品加速应力试验规程高加速寿命试验导则》(GB/T 29309-2012)试验标准,依据电火花加工机床数控系统产品技术规格书与产品物料清单以及元器件应用特例清单等,结合其应用环境、可靠性需求,确定了各方面裕度、故障判据以及测试方法。然后按照高加速寿命试验流程开展每种元器件的应力要求和失效模式分析,从常规测试及故障判据、低温步进试验、高温步进试验、快速温变循环应力试验、振动应力试验和快速温变循环与振动步进综合试验对电火花数控系统主板进行了高加速寿命试验,试验验证结果表明,相对现有标准试验方法,提升了试验效率、降低了试验成本,验证了该方法在电火花加工机床数控系统可靠性的有效性,为电火花加工机床数控系统可靠性考察方法提供了参考样例。更多还原