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数控系统早期故障是影响其可靠性水平的一个重要因素,针对数控系统早期故障,研究其故障模式、故障原因及相应的排除技术,是实现数控系统可靠性增长的重要途径。本文以国产某系列数控系统为研究对象,研究了其早期故障的原因及相应的控制方法,主要内容如下: 1、通过对数控系统的可靠性试验数据以及返修数据分析,建立了当前数控系统失效率的威布尔分布模型。结果表明:当前数控系统的可靠性评价指标-平均无故障间隔时间(MTBF)约为12096h,数控系统的早期故障期约为3.03个月。 2、针对数控系统中的早期故障较多的伺服驱动单元进行失效机理及失效数据分析,可知整流桥的键合线失效是伺服驱动单元最为主要的早期失效形式。并分别利用Icepak和Abqus对整流桥的键合线失效进行数值模拟分析,结果表明模块芯片温度与见键合线所受的应力都随着键合线脱落根数的增加而增加,且芯片温度的升高进一步地导致模块下方的铝块温度有所上升。 3、针对整流桥的键合线脱落这一潜在的早期故障,分别进行了恒定高温筛选、温度循环筛选和键合线脱落的芯片温升测试试验。结果表明:与恒定高温筛选试验相比,温度循环筛选试验对键合线脱落这一潜在的失效类型具有更高的筛选能力。并结合工程实际应用验证了温度循环筛选试验的有效性。但在实际应用过程中当前的温度循环筛选方案会导致产品的不良率上升,存在部分过应力筛选。温度循环筛选方案中的温度变化范围、温度变化速率及循环次数有待进一步优化。 本文在提高数控系统及其零部件可靠性的背景下,以缩短早期故障期为目的,围绕着数控系统的早期故障分析及其排除技术,系统地研究了数控系统的早期故障问题,并以早期故障中频次最高的整流桥键合线脱落为研究对象提出了该类失效的排除方法,并验证了方法的有效性,对数控系统的可靠性增长及评估具有重要的工程价值和理论意义。