嵌入式插补控制器在多轴联动机床当中被大量应用,是机床控制系统依据规定来对刀具的运动轨迹来进行加工的关键。在机床进行复杂机密加工时,由于导致加工过程中出现的一系列问题,必然会对加工质量和加工成本造成较大的影响,设计一款可靠度较高的插补控制器具有非常重要的意义。此外,插补系统硬件设备包含了很多元器件,而每一个元器件的工作状态,都会对整个插补控制系统的可靠性有着影响,由于其工作性质致使要求可靠性很高。开展嵌入式插补系统系统硬件可靠性研究,找到故障易发故障部位,快速地进行故障定位,才能进一步增强系统的可靠性,还能根据研究结果对设计进行改进,对提高嵌入式的硬件部分的可靠性水平甚是有益。本文依托国家自然科学基金项目“基于时序溯源的嵌入式数控系软件可靠性评估方法研究”,将多轴嵌入式插补系统做为研究对象,开展嵌入式插补系统的硬件可靠性的预计方法研究。主要研究内容如下:首先,为满足插补需求,研究了嵌入式插补控制器的重要电路,分析了部分重要电路的工作原理,设计了以STM32为核心控制器原理图以及PCB图,制作了样机设备,并做了相关的可靠性试验。其次,为了评估该插补系统可靠性,首先,统计了容易出现故障的元器件类型,并分析了元器件的故障原因和失效模式,通过可靠性手册,获取了每一个元器件的失效率。再根据故障树模型,将插补系统失效确立为顶事件,通过演绎法,由上而下确立了一系列中间事件及基本事件。根据定性分析,确定故障树的易失效部分;再根据定量分析,确定顶事件出现的概率。并根据概率重要度分析,评估了某部分元器件因失效而导致的的系统失效的变化程度。最后,根据故障树因果关系建立贝叶斯网络,通过先验与后验概率的计算,得到各事件出现的条件概率。再次,考虑到元器件故障修复的问题,建立了Markov模型,根据状态转移关系建立了状态转移矩阵,通过对Markov状态转移方程来求解,得出了插补系统的失效率的变化曲线。此外,还针对部分模块敏感性做了分析,找到了影响插补系统可靠性和可用度的敏感因素。最后,根据可靠性分析的结论,总结了插补系统的薄弱环节以及提高可靠性的措施。