數(shù)控加工設(shè)備的維護及管理

金 輝

（中國中車長春軌道客車股份有限公司高速動車組制造中心設(shè)備部，吉林長春 130062）

0 引言

隨著社會發(fā)展，機械加工方面數(shù)控加工設(shè)備的應(yīng)用越來越多，從加工精度、效率、通用性和靈活性等方面，對數(shù)控加工設(shè)備都有了更高要求。數(shù)控加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)越來越復雜，不僅有機械結(jié)構(gòu)，還有計算機控制部分，設(shè)備故障后，維修和改造越來越困難。數(shù)控加工設(shè)備多數(shù)是加工精度較高的零部件，隨著設(shè)備磨損，設(shè)備將失去使用價值，給企業(yè)帶來損失。設(shè)備的維護和管理，可以有效降低設(shè)備損耗，減少故障發(fā)生。因此，數(shù)控加工設(shè)備的維護和管理非常重要。

1 數(shù)控加工設(shè)備分析

數(shù)控加工設(shè)備是由機械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于復雜零件的高效率自動化機床。它的綜合能力較強，把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺設(shè)備上，使其具有多種工藝手段。隨著世界先進制造技術(shù)不斷發(fā)展，超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用，柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計算機集成系統(tǒng)的不斷成熟，對數(shù)控加工技術(shù)也提出了更高的要求[1]。

數(shù)控加工設(shè)備由多個結(jié)構(gòu)單元組成，每一個結(jié)構(gòu)單元的運行都直接關(guān)系到整體的運行質(zhì)量。其中數(shù)字化控制單元是控制系統(tǒng)的核心，是由PLC 及其他附件構(gòu)成?？刂葡到y(tǒng)如同人的大腦，是所有指令發(fā)出的地方，如果這部分出現(xiàn)問題，則對應(yīng)設(shè)備就整體癱瘓。在設(shè)備日常使用過程中，首先應(yīng)該著重這部分檢查，及時發(fā)現(xiàn)控制部分的問題并采取對應(yīng)維護方案[2]。伺服驅(qū)動裝置是接受數(shù)控裝置補充而成的進給量信號，并將信號擴大后驅(qū)使主體運行的機構(gòu)，實現(xiàn)設(shè)備工作。機床主體則是由基本的機械結(jié)構(gòu)組成，各部機械機構(gòu)的精度和剛度都非常高，這樣才能保證加工出的零部件符合對應(yīng)尺寸要求。在數(shù)控加工設(shè)備使用過程中，機床主體的機械結(jié)構(gòu)磨損非常大，為提高對應(yīng)設(shè)備使用壽命，應(yīng)主要對這部分進行維護保養(yǎng)。數(shù)控加工設(shè)備的最后一個重點結(jié)構(gòu)就是換刀結(jié)構(gòu)，被加工零部件的生產(chǎn)，主要是通過零件的選擇和刀具的切削，刀具磨損最快。持續(xù)加工過程中，會由于摩擦產(chǎn)生高溫，對應(yīng)被加工部位的冷卻系統(tǒng)也非常重要。

2 數(shù)控加工設(shè)備的維護

2.1 維護原則

隨著世界先進制造技術(shù)的興起和不斷成熟，超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用，對數(shù)控加工設(shè)備的要求也越來越高，數(shù)控加工設(shè)備的種類也越來越多，如五軸聯(lián)動加工中心、車銑復合加工中心、車銑磨復合加工中心、車銑磨齒輪加工復合中心和磨削復合加工中心等[3]。不同設(shè)備的操作系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)單元也是不同的，因此設(shè)備維護也不盡相同，應(yīng)根據(jù)數(shù)控加工設(shè)備的種類、型號和具體情況，制定對應(yīng)的維護措施，促使設(shè)備長期穩(wěn)定工作。

2.2 維護方法

現(xiàn)代企業(yè)的數(shù)控加工設(shè)備普遍存在操作不規(guī)范的問題，導致設(shè)備使用壽命下降。操作數(shù)控加工設(shè)備的技術(shù)人員是否按照操作章程操作設(shè)備至關(guān)重要，否則，操作人員完全根據(jù)自身意愿和方便程度來操作，那么其他方面的維護即使再完善也無濟于事。因此要求操作數(shù)控加工設(shè)備的技術(shù)人員要嚴守操作規(guī)程，提高操作技術(shù)人員的專業(yè)素養(yǎng)[4]。在實際維護過程中，發(fā)現(xiàn)多數(shù)數(shù)控加工設(shè)備還會因灰塵和異物進入機械結(jié)構(gòu)內(nèi)部，導致機械結(jié)構(gòu)磨損嚴重，還有的長期積累在電路系統(tǒng)上，導致電路不能正常工作或短路。在多年的設(shè)備維護工作中，還發(fā)現(xiàn)因系統(tǒng)溫度過高、電刷過度磨損、刀庫轉(zhuǎn)動不到位和主軸定位不準確等使用因素而產(chǎn)生的設(shè)備故障問題。綜合以上因素，數(shù)控加工設(shè)備正確維護的主要方法應(yīng)該是每天使用設(shè)備后都要對設(shè)備進行清理，定期進行排查，特別是風道過濾器是否堵塞，冷卻風扇是否運行良好，潤滑部位定期加潤滑油，對于損耗嚴重的零部件及時更換，不要過度使用，導致其他零部件使用壽命減少[5]?？傊?，多清理、多保養(yǎng)，保證其運行功能順暢，延長使用壽命。實際加工使用中發(fā)現(xiàn)，長期不使用的數(shù)控加工設(shè)備最容易發(fā)生故障，為此，也應(yīng)該定期進行維護，給對應(yīng)設(shè)備通電讓其空運行，利用機械結(jié)構(gòu)間的摩擦生熱驅(qū)散自身潮氣，保證各個元器件性能穩(wěn)定。

3 數(shù)控加工設(shè)備的管理

每種數(shù)控加工設(shè)備都有自身特點，不同設(shè)備都是由機械機構(gòu)及計算機控制部分等組成，所以對于每個企業(yè)的不同數(shù)控加工設(shè)備都可以制定一個合理、規(guī)范的管理制度，有效提高設(shè)備使用壽命。具體的管理制度可以參照不同的設(shè)備使用說明和規(guī)程，制定出一套完成的維護管理體系。如可以分為定期維護和每天維護，特別是每天的維護要做到清潔整理、潤滑劑添加及設(shè)備特殊部位的檢查等。尤為重要的是，對于操作數(shù)控加工設(shè)備的技術(shù)人員也需要有對應(yīng)的管理制度，多數(shù)設(shè)備的故障問題都是因操作不當所導致。對于操作的技術(shù)人員制定嚴格的操作規(guī)程，提高操作技術(shù)人員的專業(yè)素養(yǎng)，還需要有培養(yǎng)操作人員以提升專業(yè)水平的管理制度[6]。布置加工任務(wù)時，對生產(chǎn)工藝、操作流程、質(zhì)量控制卡等都需要有嚴格的準備和管理。

3.1 日常維護管理

數(shù)控設(shè)備需要平時進行維護管理，而不是長時間間隔進行維護。工作多年的技術(shù)工人都熟悉一句話，即“買不如修、修不如養(yǎng)、而養(yǎng)要進行日常保養(yǎng)”，日常維護保養(yǎng)工作進行好，才能有效提高設(shè)備的使用壽命。對于日常的維護保養(yǎng)工作需要進行科學管理，這樣才能保證日常高頻次的保養(yǎng)工作有序進行[7]。如設(shè)備日常的運行狀況分析、日常的清潔整理、日常的潤滑維護等，結(jié)合生產(chǎn)的環(huán)境等因素指定日常維護管理的規(guī)程。因為日常維護比較頻繁，可以直接由操作設(shè)備的技術(shù)人員進行即可，操作對應(yīng)設(shè)備的技術(shù)人員對設(shè)備比較了解且方便。但是還需要安排單獨檢查，對應(yīng)操作技術(shù)人員是否有按照規(guī)程進行維護，維護是否符合要求，這個檢查也很重要。

3.2 檢修維護管理

更進一步的數(shù)控加工設(shè)備的日常維護管理就是檢修維護管理，這是相對時間間隔長一些的維護管理。設(shè)備長時間使用必然會有相應(yīng)的磨損或故障，隨著設(shè)備磨損加大或存在故障時間過長，會導致對應(yīng)數(shù)控加工設(shè)備更大的損傷或更加嚴重的故障。數(shù)控加工設(shè)備常見故障問題：硬件以及軟件故障、系統(tǒng)性以及隨機性故障、破壞性以及非破壞性故障、有診斷以及無診斷顯示故障、運動品質(zhì)下降故障。可結(jié)合常見故障對應(yīng)部位進行著重檢修維護。設(shè)備檢修維護很重要，可以很大程度上減少設(shè)備不必要的損失，還可以提升設(shè)備應(yīng)用的安全性能力。但是由于不同設(shè)備的差異性問題，對于檢修維護的邏輯也存在著不同，不同設(shè)備的使用企業(yè)，可以根據(jù)數(shù)控車、數(shù)控銑、數(shù)控刨、數(shù)控磨等加工方式不同來分類，對不同類別制定對應(yīng)檢修維護流程，讓檢修人員按照標準流程檢修及記錄，這樣也讓檢修維護管理進入標準化、規(guī)范化[8]。

3.3 培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才

操作數(shù)控加工設(shè)備和進行維護保養(yǎng)的均是技術(shù)人員，因此技術(shù)人員的專業(yè)能力直接關(guān)系到設(shè)備是否能夠正確使用，以及設(shè)備是否可以安全和更長久地使用。數(shù)控加工設(shè)備大體上是由編程及程序載體、輸入輸出裝置、CNC 裝置及強電控制裝置、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、位置檢測裝置、主體的機械構(gòu)件等組成。組成結(jié)構(gòu)相對復雜，一個專業(yè)的技術(shù)人員必須熟悉或掌握設(shè)備結(jié)構(gòu)，才能在檢測維護中精準判斷故障問題所在或可能出現(xiàn)的故障問題，并且在維護檢修中，可以對重點部位進行維護保養(yǎng)。技術(shù)人員還要熟悉公司的質(zhì)量標準，能夠熟練使用數(shù)控加工設(shè)備的各種檢測工具，會使用常用的儀器、儀表、檢測工具，熟悉機床原理和機械相關(guān)知識，知曉伺服驅(qū)動系統(tǒng)和伺服調(diào)整軟件，熟悉使用數(shù)控設(shè)備的各種電氣元件，了解相關(guān)的國家技術(shù)標準和安全生產(chǎn)知識[9]。能夠掌握以上各方面知識的技術(shù)人員，通過自身學習和成長是一個漫長過程。目前國內(nèi)這方面的人才非常緊缺，對于企業(yè)來說，培養(yǎng)數(shù)控加工設(shè)備的專業(yè)技術(shù)人才迫在眉睫?？梢灾贫ê侠淼恼n程培養(yǎng)方案和標準的課程體系，系統(tǒng)培養(yǎng)出專業(yè)技術(shù)型人才，以滿足企業(yè)發(fā)展需要。