图1 FANUC公司的开发方针
1 商品开发和验证
2 高可靠性设计的目标
3 高可靠性设计的要点
- 环境
- CNC系统、与FA有关的产品以及机器人的设计首先要考虑的是环境,通过持续的可靠性运转让产品在严酷的环境(如经受温度、湿度、振动和含有油雾的环境)下安全地使用是非常重要的。在产品设计时,关于产品的可靠性着重要对元件和产品本身对环境的耐受力进行评估。
- 对于FANUC,主要的可靠性评估项目为对热、冷、潮湿、振动、耐久性、噪声、尘埃、切削油和静电的耐受性,也评估电子元件的材料和结构耐受高温切削油浸渍的能力,以确认在加工时腐蚀对暴露在切削油中元件的影响,而且对大多数常用的切削油都进行评估。
- CNC系统、与FA有关的产品以及机器人的设计首先要考虑的是环境,通过持续的可靠性运转让产品在严酷的环境(如经受温度、湿度、振动和含有油雾的环境)下安全地使用是非常重要的。在产品设计时,关于产品的可靠性着重要对元件和产品本身对环境的耐受力进行评估。
- 最小化
- FANUC产品正朝着CNC小型化工艺发展,同时还充分关注有关小型化中的可靠性问题。
- 电子元件引线距的缩小 一般IC的引线距为2.54mm,目前已减小到0.5mm甚至更小。导电线间的小距离在恶劣的环境中可能会通过电容产生漏电而使CNC系统出现故障,因此在印刷板上涂敷某些绝缘材料作成的涂层就可以避免这种故障。
- 印刷板 在采用微细电路元件时,为了保证可靠性,也采取了一些措施。
- 选择耐潮湿、耐切削油的最佳材料。
- 选择最佳芯片焊接区,保证足够的焊接强度和焊接生产率。
- 对于大尺寸的表面安装元件,要尽量选择印刷板材料的膨胀系数接近元件的膨胀系数,以防止由于膨胀系数的不同而引起的焊接接点质量变坏。
- 由于电子元件的故障率随着温度的增加而增加,因此,为了降低由于高密度安装而产生的热量并保持低的温升,在运转期间对元件周围的温度以及半导体的结点温度设定一个允许的上限,以降低热损耗。
- 为了防止因接触器小型化和多引线引起的电气故障,如表面接触压力减少、接触面异物引起的接触不良,采用2点接触以保证接触表面的干净。
- FANUC产品正朝着CNC小型化工艺发展,同时还充分关注有关小型化中的可靠性问题。
图2 FANUC CNC控制器制造过程
4 高可靠性的制造
图3 FANUC系统的故障率
5 高可靠性的维修和可靠性相关工作
- 维修数据库 FANUC非常重视服务和维修。它把提供给用户的详细服务及支持的任务按时间顺序存放在维修的数据库里。FANUC存储了发生在用户设备上的有关故障状态,其总数约刀刃项,如用户名称、接到电话的日期、修理的日期、模块名称、系列号码、故障单元的规格、维修的内容、故障的起因等。这个数据库存储的所有故障信息,已经成为用户查询故障历史的数据源。这些项目的信息也被用来每月统计器件、单元、部件故障率的变化情况,用以改善和提高开发和制造部门以及维修部件的可靠性,同时也被FANUC用以进行质量管理。
- 可靠性预测 以上的数据库也用来进行高可靠性的设计,例如,预测新产品的可靠性等。
- ISO9000认证 FANUC已在1993年6月获得ISO9002的认证;1997年7月获得ISO9001的认证。
- FANUC系统的可靠性进展 FANUC产品的故障率如图3所示。从图中可以看出,FANUC产品的可靠性逐年提高。