工业机器人系统可靠性预测方法研究

阐述了工业机器人系统可靠性研究的意义和基本思路,将传统的可靠性理论与机器人系统的设计阶段相结合,给出了工业机器人系统可靠性的预测模型和计算方法.实例分析表明提出的可靠性预测方法较好地解决了工业机器人这一复杂系统的可靠性预测问题,计算结果与实际统计情况基本一致.

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第 8卷第 2期 20 0 8年 6月

南京师范大学学报(工程技术版 ) JU N LO A J GN R A NV R IY E GN E IG A DT C N L G DTO ) O R A FN NI O M LU IE S ( N IE RN N E H O O YE I N N T I

Vo. . 18 No 2 J n,0 8 u 20

工业机器人系统可靠性预测方法研究 陈胜军 (京师范大学电气与自动化工程学院，南江苏南京 20 4 ) 10 2

[摘要]阐述了工业机器人系统可靠性研究的意义和基本思路， 将传统的可靠性理论与机器人系统的设计阶段相结合， 给出 了工业机器人系统可靠性的预测模型和计算方法 .实例分析表明提出的可靠性预测方法较好地解决了工业机器人这一复杂系 统的可靠性预测问题，计算结果与实际统计情况基本一致 .

【关键词]机器人， 可靠性预测，失效率 [中图分类号]T 22 2[ P 4 .文献标识码]A[ 文章编号] 62 19 ( 08 0 -060 17 .2 2 2 0 )200 - 4

St y o Rei b lt e ci n M e h d o n sra bo y t m ud n l iiy Pr dito t o fI du t ilRo tS se a C e h n jn h n S e gu ( col fEetcl n tm tnE g er g, aj gN r l nvrt, nig204, hn ) S ho o l r a a dAu ai ni ei N ni oma U i sy Naj 10 2 C ia ci o o n n n ei n

Ab t a t h i nf a c n h a i h u h f t d i g r b ts se rl b l y a e p t o w r .R l bl y p e i- s r c:T e sg i c n e a d t eb sc t o g to u yn o o y tm e i it r u r a d i s a i f ei i t rd c a i t n mo esa d c l ua in meh d f o o y t m ae e t bih d b o i ig t d t n r l i t h o isa d t e d . i d l n ac lt t o so b ts se r sa l e y c mb n n a i o ei l y t e r n h e o o r s r i b a i e sg f o o y tm. E a l n lss

s o h t eib l y p e it n te r fte p p rfi y w l rs le h r b in o b ts se r x mp e a ay i h wst a l i t r d ci h o y o a e ar el e ov st e p o - r a i o h l

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机器人具有自由度多、动范围大、运结构复杂和较强的独立性等特点.这一方面使机器人具有高度的灵活性， l同时也使得在机器人运动的包络范围内每一处都成为潜在危险区，引一旦失效或发生故障，造将成难以预测的后果 .器人实用化和商品化的关键在于它的可靠性和安全性 .机因此，究机器人系统的可研

靠性问题具有重要的现实意义.对于机器人含机械、电、光电气、液压、计算机等多种类型的元器件和控制 软件在内的复杂系统来说，研究其可靠性问题相对比较困难，于这方面的报道还非常罕见… .因为如关正 此，努力开展这方面的基础研究显得尤为重要 .

1工业机器人系统可靠性预测方法 1 1可靠性数学模型 . 可靠性数学模型的一般表达式为：

R ()=f[ () R ( )…, t], t R。t, 2 t, R () () 1式中， t R ( )为系统的可靠度； t R ()为元件 i的可靠度 ( i=1 2,,…, ) n为元件的总数量. n;针对某种具体

机器人系统，公式( ) 1还有具体的表达形式.不失一般性，假设：1 ( )机器人各子系统之间不存在工作替代关系且无冗余，即若某一个子系统发生故障或失效，则整个机器人系统就无法正常工作；2 ( )组成各子系 统的元件之间也不存在工作替代关系且无冗余，即若某一个元件发生故障或失效，则整个子系统无法正常工作.在上述假设条件下可知：

机器人的各子系统以及整个系统均为可靠性串联模型 .因此，机器人串 联系统可靠性的一般数学模型为： 收稿日期：20 - -6 0 70 2 . 6

基金项目：南京师范大学科研基金(0 2 Z X Q B 1资助项目. 20 K X G 2 3 ) 通讯联系人：陈胜军，副教授，博士，研究方向：可靠性与质量工程. - a:huc eg 6 .o E m i sjnhn@13 cr l n 一

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