石化裝備制造企業(yè)數(shù)控機床的故障分類及其診斷方法

路傳偉

摘 要:隨著石化裝備制造企業(yè)的飛速發(fā)展,數(shù)控機床被得到了廣泛的應用。隨之而來的數(shù)控機床故障與維修問題日益嚴重。本文從數(shù)控機床的故障分類出發(fā),探討了幾種數(shù)控機床的診斷方法,為企業(yè)提供了一定的維修決策支持。

關鍵詞:石化裝備數(shù)控機床故障

中圖分類號:TG659 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(a)-0079-01

先進的技術裝備是保證石化企業(yè)安全生產的關鍵,也是保證企業(yè)經(jīng)濟效益快速提升的基本條件。數(shù)控機床是一個國家工業(yè)自動化的體現(xiàn),是一個國家綜合國力水平的重要基礎產業(yè),其水平高低是衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標志。目前,數(shù)控機床已廣泛應用于石油石化、航空航天、核電風電、汽車等行業(yè),極大的促進了產品的加工精度及生產效率。同時,也導致企業(yè)對數(shù)控機床的依賴性也愈來愈強,對數(shù)控機床的可靠性、穩(wěn)定性和長時間運行的要求越來越高。

數(shù)控系統(tǒng)種類繁多、功能增強、形式多樣,給維修和診斷帶來了許多困難。數(shù)控機床是運用高新技術改造和提升傳統(tǒng)產業(yè)的重要載體。我們要實現(xiàn)企業(yè)生產力的跨越式發(fā)展,就時刻要做到以信息化帶動工業(yè)化,這將在一定程度上取決于以數(shù)控化為核心的裝備工業(yè),特別是數(shù)控機床的技術進步。數(shù)控機床是典型的復雜機電一體化產品,也是目前典型的高效率、高精度的機械產品。然而,無論多么精密的機械裝備都會發(fā)生設備故障。數(shù)控機床作為一種技術含量很高的機、電、液一體化的現(xiàn)代化機床,同時涉及電子、機械、液壓、氣動、光學等多個方面。它更是綜合了計算機技術、自動化技術、伺服驅動、精密測量和精密機械等各個領域的先進成果,是一體化、自動化程度高,結構復雜,技術先進,價格昂貴的機器,在石化企業(yè),尤其是石油裝備制造商,得到了極為廣泛的應用。

因此,數(shù)控機床作為生產中的關鍵設備,不僅要求數(shù)控機床能準確無誤的工作還要能夠長周期安全運行。因此,數(shù)控機床的維修工作不僅成為維持企業(yè)連續(xù)生產不可缺少的必要環(huán)節(jié),也是設備管理工作的主要內容。從目前情況看,數(shù)控加床的故障時有發(fā)生,不僅影響了企業(yè)生產的正常高效進行,而且對于生產具有高風險值的石化行業(yè)來說極為不利。因此,數(shù)控機床的管理、故障診斷、檢測、維護和修理已經(jīng)成為一個專門的學科,只有實施數(shù)控機床故障的科學維修,才能保證生產能夠長時間安全運行和大幅度提升企業(yè)的經(jīng)濟效益[1～2]。

1 數(shù)控機床故障的分類

數(shù)控機床的故障可以按以下方式進行分類:按數(shù)控機床發(fā)生故障的部件分類、按數(shù)控機床發(fā)生的故障性質分類、按故障產生時有無破壞性分類、按故障發(fā)生在硬件上還是軟件上來分類、按故障發(fā)生后有無報警顯示分類、按故障發(fā)生的原因分類。下面將按照數(shù)控機床發(fā)生故障的部件分類。

1.1 主機故障

數(shù)控機床的主機通常包括組成數(shù)控機床的機械、冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)、氣動與防護裝置、潤滑系統(tǒng)等。常見的主機故障有:因機械安裝、調試及操作使用不當?shù)仍蛞鸬臋C械傳動故障或導軌運動摩擦過大的故障;導軌、主軸等運動部件的干涉、摩擦過大等原因引起的故障,以及機械零部件的損傷和連結不良等原因引起的故障等等。其中主機的故障主要表現(xiàn)為傳動噪聲大,加工精度差,運行有阻力。軸向傳動鏈的撓性聯(lián)軸器松動,齒輪、絲杠與軸承缺油,導軌鑲條調整不當,導軌潤滑不良以及系統(tǒng)參數(shù)設置不當?shù)仍蚓稍斐梢陨瞎收?。尤其應引起重視的?機床各部位標明的注油點(注油孔)須定時、定量加注潤滑油(劑),這是機床各傳動鏈正常運行的保證。

1.2 電氣故障

電氣故障又分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指由CNC電子元器件、電線電纜、接插件、分立元件、潤滑系統(tǒng)、換刀系統(tǒng)、限位機構、機床本體等硬件因素造成的故障,處于不正常狀態(tài)。常見的軟件一般指PLC邏輯控制程序中產生的故障,也包括加工程序出錯、系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失、計算機的運算出錯等。強電部分是指斷路器、接觸器、繼電器、開關、熔斷器、電源變壓器、電動機、電磁鐵、行程開關等電氣元件及其所組成的電路,這部分的故障特別常見,必須引起足夠的重視。最嚴重的軟件故障則是數(shù)控系統(tǒng)軟件的缺損甚至丟失,這就只有與生產廠商或其服務機構聯(lián)系解決了。

2 數(shù)控機床的維修方法

數(shù)字控制是高效率的自動控制技術,利用數(shù)字信號對機床運動及其加工過程進行控制。數(shù)控機床故障的表現(xiàn)形式也比較復雜。常用的維修方法包括以下幾種[3~4]:(l)直觀法。即操作者利用感官觀察故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異常現(xiàn)象,判斷故障的可能部位或部件,觀察法在維修數(shù)控機床過程中是常用的;(2)自診斷:利用數(shù)控機床的硬件和軟件自診斷系統(tǒng);(3)參數(shù)檢驗法;利用儀器、儀表(示波器、萬用表等)參照電氣原理圖和控制系統(tǒng)的邏輯圖等資料,沿著發(fā)生故障的通道,逐步測量,直到找到故障點為止。參數(shù)檢驗法要真正了解電氣元器件的實際位置,才能迅速地排除故障;(4)利用狀態(tài)顯示的診斷功能;(5)備件置換法;(6)測量比較法;(7)敲擊法;(8)局部升溫法;(9)原理分析法;(10)故障樹分析法。(11)模糊診斷法。

隨著檢測技術、網(wǎng)絡與通信技術、信號處理技術、計算機及人工智能技術的發(fā)展,使機床故障診斷技術與方法產生了根本性的變化。其主要技術方法有以下幾種:故障診斷專家系統(tǒng);人工神經(jīng)網(wǎng)絡診斷技術;遠程故障診斷系統(tǒng)。此外,還包括:基于無傳感器技術的數(shù)控機床故障診斷方法;基于多傳感器信息融合方法;智能化集成診斷。就目前而言,大部分的數(shù)控機床故障診斷系統(tǒng)都要能充分根據(jù)當前狀態(tài),以及以往的經(jīng)驗知識,結合多種故障信息(征兆信息、狀態(tài)監(jiān)測信息等)進行實時監(jiān)測和綜合診斷。

3 結語

數(shù)控機床是機械、液壓、電氣一體化的設備,其故障的發(fā)生必然機械、液壓、電氣這三部份綜合反映出來,只有正確的使用并加強維護保養(yǎng),對出現(xiàn)的問題進行深入的分析,同時進行不斷的總結學習,才能提高維修者的理論水平和維修能力,才能迅速解決設備故障,才能降低故障率,保證設備的正常運行。

參考文獻

[1] 孟憲森,常政剛．石化設備故障的科學診斷與維修管理．設備管理與維修,2001.

[2] 范占緒．數(shù)控機床故障的維修思路．寧夏機械,2009.

[3] 關鵬程．淺析數(shù)控機床故障的診斷和維修技術．新疆有色金屬,2011.