精密診斷技術(shù)在維修過程中的應用

唐希瑞

摘? 要：精密診斷技術(shù)是專用的測量儀器和測量方法，對設備故障做出檢查的技術(shù)。它具有檢測精度高、勞動強度低、對設備無損傷、維修指導意義強的特點，能預知、診斷、判斷設備設施的故障，也能提供有效的維修指導意見。文章從理論出發(fā)，介紹了精密診斷的發(fā)展歷史及應用范圍;結(jié)合實際案例，闡明了精密診斷技術(shù)的實際應用意義。精密診斷技術(shù)的廣泛引入，能夠有效提升設備管理、故障判斷、維修效率。

關(guān)鍵詞：精密診斷;故障診斷;設備維修

精密診斷技術(shù)是設備維修技術(shù)不斷進化的產(chǎn)物，它主要依靠計算機技術(shù)、電測量技術(shù)和信號處理技術(shù)。通過使用專用的檢測設備、儀器，無需拆解設備，即可判明設備的工作狀態(tài)，為設備的安裝、調(diào)整、維修、維護提供重要的判斷依據(jù)，極大地降低人員的勞動強度。它是有別于傳統(tǒng)拆解、經(jīng)驗式維修技術(shù)的一門新技術(shù)。

精密診斷技術(shù)是維修技術(shù)的發(fā)展趨勢，也是提高設備相關(guān)從業(yè)人員開展認知、管理、維修設備等業(yè)務必備技能的途徑，還是企業(yè)維修技術(shù)現(xiàn)代化、智能化發(fā)展的必備路徑。

1 精密診斷技術(shù)簡介

1.1 精密診斷技術(shù)的定義及特點

精密診斷技術(shù)是使用精密的測量儀器和方法，對設備故障做出檢查的技術(shù)。它包括以下特點：

診斷過程中，使用各種專用診斷設備;

精密診斷一般由具有一定經(jīng)驗的工程技術(shù)人員、維修技師、高級技師及相應專家在生產(chǎn)現(xiàn)場或診斷中心進行;

精密診斷能夠?qū)υO備故障存在的部位及故障類型進行識別定位;

可根據(jù)檢測結(jié)果預測設備壽命。

1.2精密診斷技術(shù)的發(fā)展

從20世紀60年代起，隨著計算機技術(shù)、電子測量技術(shù)和信號處理技術(shù)的發(fā)展，極大地推進了信號處理分析技術(shù)的應用，精密診斷技術(shù)隨著信號處理分析技術(shù)的大規(guī)模應用應運而生?？煽啃苑治?、失效機理分析等學術(shù)研究都為精密診斷技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。20世紀70年代以后，精密診斷技術(shù)在發(fā)達國家得到了廣泛應用。我國從20世紀80年代開始引進精密診斷技術(shù)，通過40年的發(fā)展，精密診斷技術(shù)已成為設備現(xiàn)代化管理的技術(shù)基礎。

1.3 精密診斷技術(shù)的應用領域

通過精密診斷的檢測結(jié)果，結(jié)合設備的故障率-壽命曲線，可以預測設備壽命，判明設備故障類型以及需要采取的維修措施。

2 精密診斷技術(shù)應用方法及案例

下面，結(jié)合我司內(nèi)部使用最廣泛的兩款精密診斷工具，說明工具的原理、使用方法及應用案例。

2.1 激光干涉儀

1）激光干涉儀的組成及原理

激光干涉儀由接收器、激光器、固定反射鏡、可變反射鏡、溫度傳感器及輔助工具組成，使用過程中，需配置計算機用于數(shù)據(jù)處理計算。

激光干涉儀是測量位移長度的測量儀器。它通過檢查固定反射鏡和可變反射鏡之間的位移與設定位移間的差距來反應位移的精度。

2）應用范圍及使用方法

激光干涉儀一般用于機床的精度檢測及量具的檢定。量具檢定的方法比較簡單，根據(jù)儀器的檢測結(jié)果對量具進行補正;機床位移精度的檢測與調(diào)整比較繁瑣復雜，需要遵循以下步驟：

確定位移范圍：檢查機床參數(shù)，檢查范圍;

編制程序：編制被測機床的位移測量程序，并進行試機，確認安全;

設定激光干涉儀：將激光干涉儀安裝至被測機床，設定計算機的采集程序;

測量：按下啟動按鈕，開始測量;

判斷及補償：根據(jù)計算機采集的結(jié)果，可以判斷機床的精度是否合格。按需將軟件生成的螺距補償值填入機床;

復測：再次運行檢測程序進行檢測，檢查機床精度是否合格。

3）典型案例

案例：某立式加工中心，Y軸加工尺寸超差，需結(jié)合檢測結(jié)果確定維修方案。

通過檢測，設備誤差最高處達-0.025mm，無法滿足相應的工藝需求。經(jīng)過補償后，有效工藝范圍內(nèi)誤差降低至0.002mm，節(jié)約更換零件成本兩萬元。

2.2 球桿儀

1）球桿儀的組成及原理

球桿儀系統(tǒng)由球桿儀、接收器、磁力底座、工具杯、設定球及輔助工具等組成。

球桿儀實時檢測機床運行過程中兩插補軸的微小位移差異，并輸送至計算機進行數(shù)據(jù)計算，通過專用軟件，可以測量出機床運行過程中的幾何精度誤差、定位誤差等動態(tài)運行結(jié)果，也能檢測出機床自身的垂直度、伺服參數(shù)等硬件健康度，專用軟件能夠輸出相應的指導維修意見，提高設備維修的準確性。

2）應用范圍及使用方法

根據(jù)檢測結(jié)果，能夠?qū)υO備零部件的安裝情況做出判斷，也能對機床的伺服性能進行檢測，可在不試切零件的情況下，調(diào)整機床的伺服參數(shù)。

在使用過程中，需按照如下步驟進行：

確定測量參數(shù)：根據(jù)機床的測量需求，確定待測平面、軸、回轉(zhuǎn)旋向，根據(jù)機床尺寸大小，確定球桿儀的長度;

編制程序：根據(jù)機床球桿儀的長度，編制或生成測量程序，并運行檢查安全;

設定球桿儀：將球桿儀系統(tǒng)安裝至被測機床;設定計算機采集程序;

測量：按下啟動按鈕，開始測量;

查看結(jié)果：根據(jù)計算機輸出結(jié)果，可以判斷機床的圓度是否合格。需要進行調(diào)整的，可根據(jù)實測結(jié)果，調(diào)整機床參數(shù);

復測：再次運行檢測程序進行檢測，檢查機床精度是否合格。

3）典型案例

案例一：某機床項修更換X軸導軌，需要檢查導軌安裝是否合格（直線度：±0.03mm）。

經(jīng)球桿儀檢查，安裝完成后，X軸導軌直線度為-0.0295mm，滿足±0.03mm之要求，說明導軌安裝合格，節(jié)約X軸拆裝時間4天、吊裝成本近一萬元。

案例二：某機床加工出的零件在第二及第三象限交界處存在月牙狀接刀痕，不合格。

通過球桿儀檢測結(jié)果判斷，Y方向存在伺服不匹配故障。調(diào)整伺服系統(tǒng)反向間隙加速參數(shù)后產(chǎn)品接刀痕消除。

3 精密診斷技術(shù)的應用意義

引入應用精密診斷技術(shù)，對現(xiàn)代化的設備管理有重要意義：

保障設備安全運行，防止意外停機事故;

保證設備的精度，維持產(chǎn)品質(zhì)量;

實施預防維修，節(jié)約維修的人力和財力成本;

避免因設備事故造成危難性災害;

良好的設備管理為企業(yè)帶來潛在的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)論開展設備精密診斷的最終目的是服務生產(chǎn)經(jīng)營，最大化降低設備的停機時間，提高設備的運行指標，提高設備管理部門對設備狀態(tài)、劣化趨勢的認知、管理、控制、維修能力，最大化延長設備的使用壽命。

精密診斷技術(shù)和工具的廣泛引入雖然存在一定的配備及人力成本，但能夠有效提升設備管理、故障判斷、維修效率，降低設備全周期過程中的成本，對公司的設備管理及維修工作具有重要意義。

參考文獻：

[1] 安田賢司，胡風（譯）.激光干涉儀[J].現(xiàn)代計量測試，1995.（2）：40-43.

[2] 金積善.激光干涉儀計算電路原理[J].計量技術(shù)，1980.（5）：14-18.

[3] 劉煥牢，李斌，師漢民.基于球桿儀數(shù)控機床誤差補償方法研究[J].工具技術(shù)：2003.39：41-42.