数控设备管理与维修Word文档格式.docx
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在许多行业中,这些设备均处于关键的工作岗位,若在出现故障后不及时维修排除故障,就会造成较大的经济损失。
我们现有的维修状况和水平,与国外进口设备的设计与制造技术水平还存在很大的差距。
造成差距的原因在于:
人员素质较差,缺乏数字测试分析手段,数域和数域与频域综合方面的测试分析技术等有待提高等等。
2.数控设备的管理
设备管理是指对设备的寿命周期实行综合管理,即以设备为研究对象,以企业经营目标为依据,通过一系列的技术、经济、组织措施,对设备、设计、制造、安装、使用、维护、改造、更新,直至报废的全过程活动的科学管理。
设备管理包括设备的物质运动和价值运动两方面。
设备管理对企业的生产经营活动具有重要意义:
1）设备管理是企业产品质量的保证。
生产设备技术状态不良,严重失修,必须造成产品质量下降。
2）设备管理是提高企业经济效益的重要途径。
产品原材料、能源消耗、维修费用的推销都与设备直接相关,设备管理可有效降低产品成本。
3）设备管理是搞好安全生产和环境保护的前提。
设备技术落后和管理不善是发生设备事故和人身伤害的重要原因,也是排放有害气体、液体、粉尘,污染环境的重要原因。
4）设备管理是企业长远发展的重要条件。
企业科技进步主要体现在产品开发、生产工艺革新和生产装备技术水平提高上,激烈的市场竞争要求企业加强设备管理,推动生产装备的技术进步。
2.1数控设备的管理模式
数控设备的使用情况直接影响着企业的生产效率和经济效益,而管理方式又直接决定着数控设备的使用,可见数控设备的管理是十分重要的。
在数控设备使用初期,由于数控设备少,类型单一,并且集中在一、两个单位,因此,各有关单位自身形成数控设备管理、使用、维修三位一体的封闭形管理模式。
随着生产发展,越来越多的设备使用了数控技术,使得数控设备难以集中在一个
单位,许多生产车间,都有了数控设备。
因此,上述的管理模式就难以适用了。
如若采用上述模式,每个单位均要建立维修机构及人员,必然造成人力、物力和财力的极大浪费,现实的条件也是不允许的。
所以,我们目前采用了数控设备使用及数控工艺归车间负责,管理和维修归机动部门负责的现代化管理模式。
2.2数控设备的基础管理和技术管理
对于企业来说,数控机床的拥有是企业的实力体现,最大限度地利用数控设备,对企业效益是十分有益的。
企业不能只注意设备的利用率和最佳功能,还必
须重视设备的保养与维修,它是企业生产的“先行官”,直接影响数控设备能否长期正常运转的关键。
为保持数设备完好技术状态,使其充分发挥效用,在设备基础管理和技术管理工作上我们着重抓了以下几个方面:
2.2.1健全维修机构
机动部门设数控设备维修室,承担全厂数控设备的管理和维修工作。
他们是由具有丰富经验的老技师和具有很强专业化知识、责任心并有一定实际工作能力的机械、电气工程师组成。
设备使用单位设数控设备维修员,专门负责本单位数控设备日常维护工作。
2.2.2制定和健全规章制度
针对数控机床的特点,逐步制定相应的管理制度,例如数控设备管理制度、数控设备的安全操作规程、数控设备的操作使用规程、数控设备的维修制度、数控设备的技术管理办法、数控设备的维修保养规程、数控设备的电器、机械维修技术人员的职责范围、数控设备电气和机械维修工人的职责范围等,这样使设备管理更加规范化和系统化。
2.2.3建立完善的维修档案
建立数控设备维护档案及交接班记录,将数控设备的运行情况及故障情况详细记录,特别是对设备发生故障的时间、部位、原因、解决方法和解决过程予以详细的记录和存档,以便在今后的操作、维修工作中参考、借鉴。
2.2.4建立基础管理信息库
建立数控设备信息库,详细描述数控设备基本特征,提供设备能力的基础数据,以作为今后数控设备的管理、应用、产品加工、设备调整和维修的参考依据。
2.2.5加强数控设备的验收
为确保新设备的质量,我们加强了设备安装调试和验收工作,尤其是设备验收这一环节,制定了严格的把关措施,对照合同、技术协议、国际和国内有关标准及验收大纲规定的项目逐项检查。
验收内容包括:
出厂时的预收（在制造厂组装质量监检）,设备开箱前包装检查、开箱后零部件外观、数量的检查,对配套的各种资料、使用手册、维修手册、附件说明书、系统软件及说明书等仔细核对妥善保管,特别对系统软件要予以备份。
这样,对今后设备附加功能的开发和机床的保养和维修带来方便。
机床调试完成后,利用RS232接口对机床参数进行数据传输做为备用。
以防机床文件（参数）丢失。
安装调试后要进行以下项目检查:
几何精度、定位精度和重复定位精度、数控功能,安全和噪声,加工标准件,买方指定产品舞蹈工件,机床切削功率,机床可靠性等。
在验收中,对质量的索赔,要以事实力依据,对涉及机床重要性能、精度的指标严格把关,认真检查。
例如我厂购进一台德国加工中心,在检查精度时发现五个坐标定位精度全部超差,打开机床NC系统程序后,发现该机床出厂时没有做过定位精度误差补偿,在事实面前,厂家无可否认,后来他们曾先后两次来人,才将座标精度调整并补偿到规定指标。
2.2.6加强维修队伍建设
数控设备集机、电、液（气）、光于一身的高技术产品,技术含量高,操作和维修难度大。
所以,必须建立一支高素质的维修队伍以适应设备维修的需要。
我们采取多种形式进行培训,一是利用设备安装调试,让生产厂家对操作、维修、编程、管理人员进行现场培训:
二是走出去、请进来,学习、参观、实践;
三是采用内部办学习班的方法进行培训,以便尽快掌握设备操作技术和维修保养技术。
2.2.7建立数控设备协作网
由于数控设备千差万别,它们的硬件、软件配套不尽相同,这样给维修工作带来了很多困难。
为此,我们与使用同类型数控设备的单位建立了友好联系,经常就管理和维修方面的经验进行交流,互通信息,这样对数控机床的使用起到了一定的推动作用。
2.3综合管理的基本内容
设备综合管理的基本内容包括
（1）选择和购置所需设备;
（2）组织安装和调试设备;
（3）合理使用设备;
（4）及时检修与精心维护设备;
（5）掌握时机,及时改造和更新设备;
（6）设备其他的日常管理。
所有这些工作构成了企业设备使用周期管理循环。
2.3.1设备前期管理
设备的前期管理又称设备的规划工程,是指设备从规划开始到投产这一阶段的管理。
其工作内容包括:
设备规划方案的调研、制定、论证和决策;
设备市场货源调查和信息收集、整理、分析;
设备投资计划的编制、费用预算、实施程序;
设备采购、订货、合同管理;
自制设备的设计、制造;
设备安装、调试运转;
设备使用初期管理;
设备投资效果分析、评价和信息反馈等。
2.3.2设备使用维护管理
设备在使用过程中,受环境、使用方法、工作规范、工作持续时间等影响,其技术状况会发生变化而逐渐降低工作能力,延长设备使用寿命。
设备的维护保养能减少呵呵避免突发性故障,保持设备良好的工作性能,延长设备使用寿命。
设备的维护保养是管、用、养、修等各项工作的基础,是保持设备完好状态的重要手段,也是操作工人的主要责任之一。
合理使用设备应做好以下工作:
充分发挥操作工人的积极性,合理配置设备,配备合格的操作者,为设备提供良好的工作环境,建立健全必要的规章制度。
2.3.3设备状态管理
设备状态管理是通过完善设备检查手段,采用先进的诊断仪器帮助维修人员早期发现设备异常,迅速查明故障原因,从而实现有计划、有针对性的按状态检修,以缩短检修时间、减少生产损失,降低维修费用。
设备状态管理的主要内容是设备状态检测（检查）和设备故障诊断。
设备检查,是对设备运行情况、工作性能、磨损程度进行检查和校验。
它是维修中的一个重要环节,也可以说是预防维修制的骨髓。
设备点检是一种科学设备管理方法,它是利用人感官或简单的仪表工具,按照预先指定的技术指标,定人、定点、定期对设备进行检查的一种管理方法。
2.3.4设备修理
设备修理是设备技术状态劣化到某一临界状态时,为恢复其功能而进行的技术活动。
设备修理必须贯彻预防为主的方针,通过各种检查、监控和诊断手段,切实掌握设备的技术状态,加强修理的计划性,否则因修理和修理不善所引起的各种损失,包括停机损失、质量损失、事故损失、信誉损失、延迟交货损失等将非常严重。
3.数控设备的预防性维修
顾名思义,所谓预防性维修,就是要注意把有可能造成设备故障和出了故障后难以解决的因素排除在故障发生之前。
一般来说应包含:
设备的选型、设备的正确使用和运行中的巡回检查。
3.1从维修角度看数控设备的选型
在设备的选型调研中,除了设备的可用性参数外,其可维修生参数应包含:
设备的先进性、可靠性、可维修性技术指标。
先进性是指设备必须具备时代发展水平的技术含量;
可靠性是指设备的平均无故障时间、平均故障率,尤其是控制系统是否通过国家权威机构的质检考核等;
可维修性是指其是否便于维修,是否有较好的备件市场购买空间,各种维修的技术资料是否齐全,是否有良好的售后服务、维修技术能力是否具备和设备性能价格比是否合理等。
这里特别要注意图纸资料的完整性、备份系统盘、PLC程序软件、系统传输软件、传送手段、操作口令等,缺一不可。
对使用方的技术培训不能走过场,这些都必须在定货合同中加以注明和认真实施,否则将对以后的工作带来后患。
另外,如果不是特殊情况,尽量选用同一家的同一系列的数控系统,这样,对备件、图纸、资料。
编程、操作都有好处,同时也有利于设备的管理和维修。
3.2坚持设备的正确使用
数控设备的正确使用是减少设备故障、延长使用寿命的关键,它在预防性维修中占有很重要的地位。
据统计,有三分之一的故障是人为造成的,而且一般性维护（如注油、清洗、检查等）是由操作者进行的,解决的方法是:
强调设备管理、使用和维护意识,加强业务、技术培训,提高操作人员素质,使他们尽快掌握机床性能,严格执行设备操作规程和维护保养规程,保证设备运行在合理的工作状态之中。
3.3坚持设备运行中的巡回检查
根据数控设备的先进性、复杂性和智能化高的特点,使得它的维护、保养工作比普通设备复杂且要求高的多。
维修人员应通过经常性的巡回检查,如CNC系统的排风扇运行情况,机柜、电机是否发热,是否有异常声音或有异味,压力表指示是否正常,各管路及接头有无泄漏、润滑状况是否良好等,积极做好故障和事故预防,若发现异常应及时解决,这样做才有可能把故障消灭在萌牙状态之中,从而可以减少一切可避免的损失。
3.4做好三级保养工作
各生产分厂应组织操作者做好数控机床的日常保养和一级保养工作;
设备管理部门制定好数控设备的二级保养计划,由管理与维修职能部门负责实施数控设
备的二级保养,生产分厂协助进行。
4.数控设备维修实例
4.1数控系统的故障诊断
4.1.1数控机床的故障诊断技术
1）数控系统自诊断。
开机自诊断数控系统在通电开机后,都要运行开机自诊断程序,对系统中关键的硬件和控制软件进行检测,并将检测结果在CRT上显示出来。
运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时,运行内部诊断程序,对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查,并显示有关状态信息和故障信息。
2）在线诊断和离线诊断。
在线诊断是指通过数控系统的控制程序,在系统处于正常运行状态下,实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检,并显示状态信息、故障信息。
脱机诊断当数控系统出现故障时,需要停机进行检查,这就是脱机诊断。
脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障,将故障定位在最小的范围。
远程诊断实现远程诊断的数控系统,必须具备计算机网络功能。
因此,远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。
数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家,数控机床出现故障后,通过机床厂家的专业人员远程诊断,快速确诊故障。
4.2数控机床故障的实用诊断方法
1）诊断常用的仪器、仪表及工具万用表-可测电阻、交、直流电压、电流。
相序表-可检测直流驱动装置输入电流的相序。
转速表-可测量伺服电动机的转速,是检查伺服调速系统的重要依据。
钳形电流表-可不断线检测电流。
测振仪-是振动检测中最常用、最基本的仪器。
短路追踪仪-可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。
逻辑测试笔-可测量数字电路的脉冲、电平。
IC测试仪-用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。
工具-弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
2）诊断用技术资料主要有:
数控机床电气说明书,电气控制原理图,电气连接图,参数表,PLC程序,编程手册,数控系统安装与维修手册,伺服驱动系统使用说明书等。
数控机床的技术资料非常重要,必须参照机床实物认真仔细地阅读。
一旦机床发生故障,在进行分析的同时查阅相关资料。
3）故障处理。
故障软故障-由调整、参数设置或操作不当引起硬故障-由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。
故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况,不要立即切断机床的电源,应保持故障现场。
从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。
可按系统复位键,观察系统的变化,报警是否消失。
如消失,说明是随机性故障或是由操作错误引起的。
如不能消失,把可能引起该故障的原因罗列出来,进行综合分析、判断,必要时进行一些检测或试验,达到确诊故障的目的。
4）数控系统故障诊断方法。
直观法（望闻问切）:
问-机床的故障现象、加工状况等看-CRT报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣
等听-异常声响闻-电气元件焦糊味及其它异味摸-发热、振动、接触不良等。
参数检查法:
参数通常是存放在RAM中,有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱,应根据故障特征,检查和校对有关参数。
隔离法:
一些故障,难以区分是数控部分,还是伺服系统或机械部分造成的,常采用隔离法。
同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板,或将功能相同的模板或单元相互交换。
功能程序测试法:
将G、M、S、T、功能的全部指令编写一些小程序,在诊断故障时运行这些程序,即可判断功能的缺失。
5）故障诊断应遵循的原则。
第一,先外部后内部数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则,由外向内逐一进行检查排除。
第二,先机械后电气首先检查机械是否正常,行程开关是否灵活,气动液压部分是否正常等,在故障检修之前,首先注意排除机械的故障。
第三,先静后动维修人员本身要做到先静后动。
首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态,查阅机床说明书、图纸资料,进行分析后,才可动手查找和处理故障。
4.3故障排除例举
1）NC系统开机后“死机”
一台德国OVERBECK外圆磨床,数控系统采用E44NC。
开机后,CRT显示“+0.000”,且不断闪烁,而在正常状态下应显示“+0.005”。
按操作面板上“TEST”键,系统正常自检。
但按压“PROG”键时,屏幕没有任何数据显示。
打开电气控制柜,发现存储板上有一指标灯不亮,这表明存储板上的数据有丢失现象,可初步判定是机床参数丢失。
在“PROG”方式下重新输入机床参数后,故障排除。
一台美国BRYANT公司的外圆磨床,数控系统采用BRYANTⅢ系统,PLC采用GEFANUCSERIESONE。
开机自检结束后,液压系统无法启动。
打开电气控制柜,发现PLC-CPU上“Battery”灯亮,“RUN”指示灯不亮。
阅读维修说明书,“Battery”灯亮表示保持CMOSRAM中用户程序的电池低于2.4V。
关机更换一新电池后再开机,PLC-CPU上“Battery”灯灭,但“RUN”指示灯仍不亮。
把编程器接入PLC-CPU相应的接口上,发现编程器屏幕没有任何显示,而在正常状态下,应显示地址号“0000”。
检查电源单元正常,初步判断是CPU模块故障。
采用“替换法”并重新输入用户程序后,再开机,“CPU”指示灯亮,机床恢复正常。
2）加工循环工作中出现的故障
一台美国真空干燥机在未到定时时间的情况下,出现3组抽真空电磁阀同时停止工作的故障。
该机采用GEFANUCSERIESONEPLC。
利用编程器的“MON”功能,检查用户工作程序正常,相应的输入和输出信号正常,可排除控制器内部故障。
分析用户程序梯形图,如果有一组的抽气压力低于-0.07MPa（该压力是电接点真空表的指示压力）,其它两组立刻停止工作。
认真观察PLC输入状态信息,发现出现故障的瞬间,第2组的电接点真空表输入到PLC的信号“0002”先灭后亮,可判定该真空表的电触点接触不良。
更换一新表后,再启动机床,故障排除。
一台美国BRYANT内圆磨床,当自检画面结束后,在未拨开急停按钮（2PB）和按压按钮（1PB）的情况下,液压润滑系统却自动启动。
查阅机床控制梯形图,“MCR”为主控继电器,“12M”为液压润滑控制继电器。
打开机床电气控制柜,断掉机床动力电源,“MCR”仍保持吸合,即可判定是该继电器有故障。
更换该继电器,系统恢复正常。
3）与检测装置相关的故障
一台瑞士产纵切自动机,控制系统采用西门子8MC。
启动机床后,CRT出
现“222”（SERVOLOOPNOTREADY）报警,同时发现Z轴直流放大单元上“Fault”红灯亮,初步判断伺服放大单元有问题。
采用“替换法”更换一新伺服放大板后,在空载运行时,机床工作正常。
但加负载工作时,CRT又出现“222”报警,伺服单元上“Fault”红灯仍亮,即怀疑是伺服电动机有故障。
该机床伺服电动机与测速发电机做成一体。
用万用表测量电动机阻值正常,测量测速发电机绕组电阻达数百欧,并且随着旋转角度的变化,阻值也发生变化,可判断是测速机故障。
拆开测速机,发现电刷卡阻。
小心地将电刷拆下,在细砂纸上打磨几下,同时清扫换向器的污垢,再重新装好。
开机,伺服单元上“Fault”指示灯灭,表示机床可以正常工作。
但工作几天以后,CRT又出现“104”（位置环路硬件故障）报警,因此可
以认为故障发生在位置反馈环节。
用手拨动位置反馈编码器,联结无松动,有损坏感觉。
用示波器测试编码器输出波形,发现有一组脉冲输出幅度太低。
更换一编码器,开机后故障消除。
一台美国BRASON公司清洗机,开机初始化操作中,工作头不能返回基准点,且出现“E3”报警。
检查机械部分正常,可初步判断是编码器故障。
将编码器拆开,发现编码盘已变形。
更换一新编码器后,故障排除。
5.数控设备管理和维修工作的几点体会
数控设备作为一种高精尖的机械加工设备,综合了机械、电子、计算机等
多门学科,因此对数控机的专业管理要求越来越高,目前数控设备的主要问题可归结为:
管理、维修和提高。
即实行科学的管理方法,发挥数控设备的最佳效能:
加强维修力量,建立一支机械、电气、动力、计算机软硬件等专业维修队伍,提高维修人员的理论、技术水平,特别提高他们对故障的判别能力及排除故障的处理能力,同时也要提高操作、编程人员的技术水平。
数控设备维修实际上是一项很复杂、技术含量很高的一项工作,由于数控
设备与普通设备有较大的差别,因而对维修人员技术水平要求也十分高,不但要在电气系统上下功夫,还要具备机械、液压、光学等方面的知识,因为数控设
备是机电一体化的综合体,例如数控仿形头既有传感器、A/D转换,也有机械位移装置,融合在一起,要知识面广才能够胜任工作,认真、仔细、大胆、负责及技术上要过得硬是最基本的要求。
数控管理是一门十分丰富的综合工程学
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