伯特利數(shù)控 加工中心  鉆攻中心  

 前言：

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 引言

電主軸的常見故障主要有軸承損傷、刀具夾爪損傷、拉刀夾緊力下降和一些電氣故障（如線圈燒壞、傳感器損壞等），針對上述故障，制定針對主軸的專業(yè)點(diǎn)檢項(xiàng)目：

①  測量主軸徑向跳動及不平衡量；

② 測量主軸放松時端面伸出量，對不符合要求的進(jìn)行調(diào)整；

③ 測量主軸握刀夾緊力，對不符合要求的進(jìn)行調(diào)整；

④  檢查HSK夾頭磨損情況，對磨損夾頭進(jìn)行更換；

⑤  高壓切削液有無泄漏（管路和旋轉(zhuǎn)接頭> ;

⑥  檢查主軸夾頭與刀柄密封圈有無磨損，視情況更換。

(2)  進(jìn)給系統(tǒng)。本文例舉的數(shù)控加工中心采用直線電機(jī)、導(dǎo)軌滑塊和光柵尺作為進(jìn)給系統(tǒng)的組成部分。對于上述部件構(gòu)成的進(jìn)給系統(tǒng)，同樣面臨著更換時間長、更換過程復(fù)雜的情況，并且由于數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對機(jī)械運(yùn)動的實(shí)時監(jiān)控，所以當(dāng)進(jìn)給系統(tǒng)報警時，現(xiàn)象往往不明顯，報警內(nèi)容的指向性不是很強(qiáng)，需要維修人員進(jìn)行一系列分析后，方能確定具體的故障原因或損壞部件，所以診斷時間也較長。

分析該數(shù)控加工中心進(jìn)給系統(tǒng)的歷史維修數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)造成進(jìn)給系統(tǒng)故障的主要原因?yàn)闈櫥蛔悖ㄔ摷庸ぶ行牟捎檬謩蛹幼⒂椭臐櫥绞?所以預(yù)防性檢查和維護(hù)十分必要。以下是針對該加工中心進(jìn)給系統(tǒng)制定的專業(yè)點(diǎn)檢項(xiàng)目：

①  檢查導(dǎo)軌滑塊潤滑情況（視情況加潤滑脂）；

②  檢查滑動阻力是否過大；

③  檢查導(dǎo)軌滑塊刮屑器是否正常；

④  檢查導(dǎo)軌定位面是否能塞進(jìn)0.02 mm塞片；

⑤ 檢查光柵尺氣密0.4?0.7 bar,檢查氣管是否出氣；

⑥  檢查光柵尺讀頭與尺身的間隙；

⑦  檢查緩沖器有無損壞（視情況更換）；

⑧  測量加工中心精度。

(3)  刀庫系統(tǒng)。數(shù)控加工中心刀庫系統(tǒng)的工作原理是由伺服電機(jī)配合減速箱對盤式刀庫進(jìn)行驅(qū)動，該刀庫具有響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，但是頻繁的抓放刀過程也容易造成刀庫卡爪及刀盤變形。針對上述問題，需要對刀庫進(jìn)行定期檢查'避免刀庫故障造成的生產(chǎn)損失。以下是針對刀庫系統(tǒng)的專業(yè)點(diǎn)檢項(xiàng)目：

① 檢查刀盤是否有晃動，減速箱工作是否正常；

②  檢查刀爪、彈簧和刀具限位機(jī)構(gòu)；

③  檢查主軸在刀庫上的抓放刀位置是否準(zhǔn)確。

(4)      排屑系統(tǒng)。排屑系統(tǒng)是用于對加工過程中

產(chǎn)生的鋁屑進(jìn)行清理，避免鋁屑在加工中心內(nèi)部堆積；由于排屑鏈的鏈條較長，一旦發(fā)生排屑鏈堵轉(zhuǎn)或者排屑鏈斷裂，維修時間將大幅度增加。為了避免類似情況的發(fā)生，定期檢查排屑鏈的松緊及磨損情況就十分必要。

在確定對關(guān)鍵部件的檢查項(xiàng)目后，就要對檢查周期進(jìn)行合理安排。合理的檢查周期不僅能夠?qū)崿F(xiàn)將故障消滅在萌芽狀態(tài)，以降低故障率，而且可以避免預(yù)防性維修頻次過高造成的人力及材料費(fèi)用的浪費(fèi)。

按照供應(yīng)商提供的資料，加工中心進(jìn)給系統(tǒng)、刀庫及排屑系統(tǒng)的建議保養(yǎng)周期為一年一次，電主軸的保養(yǎng)項(xiàng)目中更換主軸密封件的要求頻次最高，為一季度一次（以上周期都是在每天8小時工作制基礎(chǔ)上制定的）。結(jié)合生產(chǎn)中實(shí)際的歷史故障頻次及數(shù)據(jù)(如表1所示決定將檢查周期進(jìn)行一定調(diào)整。

從表1可以計(jì)算出，主軸系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、刀庫系統(tǒng)及排屑系統(tǒng)平均每年單臺故障次數(shù)分別為1.4次、1.6次、0.92次、0.97次，綜合供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)，決定將以上四大系統(tǒng)的專業(yè)點(diǎn)檢周期設(shè)定為一季度一次、半年一次、一年一次、一年一次。通過曰常巡檢、月度保養(yǎng)（TPM)、年度保養(yǎng)結(jié)合設(shè)備專業(yè)點(diǎn)檢的預(yù)防性保養(yǎng)體系，降低了加工中心的故障率，四大系統(tǒng)的平均每年單臺故障次數(shù)下降至0.75次、0.⁶⁵次、0.47次、0.49次，提升了設(shè)備開工率。

4基于狀態(tài)的維修（CBM )在加工中心的應(yīng)用

基于狀態(tài)的維修（CBM)是一種全新的設(shè)備維護(hù)方式，主張基于設(shè)備狀態(tài)檢測信息采取相應(yīng)維護(hù)措施。它的產(chǎn)生是基于傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，核心思想是在有證據(jù)表明故障將要發(fā)生時才對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，目的是準(zhǔn)確地檢測和判斷設(shè)備運(yùn)行中所處狀態(tài)以及環(huán)境條件，利用這些信息對設(shè)備預(yù)期的可使用壽命進(jìn)行預(yù)測，有針對性地制定設(shè)備維護(hù)計(jì)劃^[4]。

目前，國內(nèi)外較為典型的狀態(tài)監(jiān)測方式主要有離線定期監(jiān)測、在線監(jiān)測離線分析的監(jiān)測、在線監(jiān)測。對于泵、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)類運(yùn)動設(shè)備，主要有以下四個方面的監(jiān)測診斷工作^[5]:

(1) 振動監(jiān)測

振動可以敏銳地發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)或往復(fù)機(jī)械異常指標(biāo)和故障，通過對振動信號的采樣和數(shù)據(jù)處理，就可以把握機(jī)器的劣化程度和異?，F(xiàn)象，使機(jī)器和零部件的壽命得以最大限度使用，并且分清故障性質(zhì)，方便地決定維修時間和范圍，延長了檢修周期，確保機(jī)器正常運(yùn)行。振動診斷主要有簡易診斷和精密診斷兩種模式。作為設(shè)備診斷技術(shù)中最先進(jìn)的技術(shù)，振動監(jiān)測已在生產(chǎn)現(xiàn)場廣為應(yīng)用，是目前最常用的診斷手段，主要用于對運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的水平、垂直、軸向振動進(jìn)行定量測量，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障。目前對取得的振動信號的分析方法有“頻譜”、“到頻譜”、“振動加速度包絡(luò)”等。振動測量是最有效判斷運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備狀態(tài)的方法之一。

(2) 溫度監(jiān)測

在工業(yè)生產(chǎn)中，“溫度”這一參數(shù)約占測量總量的50%左右。因此，設(shè)備或生產(chǎn)過程的溫度（或稱熱狀態(tài)）監(jiān)測是設(shè)備診斷技術(shù)的一個重要部分。利用溫度監(jiān)測，可以迅速準(zhǔn)確找出設(shè)備的過熱故障點(diǎn)，提供機(jī)械設(shè)備預(yù)知維修的有關(guān)信息，并在產(chǎn)品檢驗(yàn)、結(jié)構(gòu)改進(jìn)、節(jié)能降耗等方面發(fā)揮顯著作用，是開展設(shè)備診斷工作的一個重點(diǎn)項(xiàng)目。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，紅外測溫儀器大量應(yīng)用于溫度監(jiān)測診斷設(shè)備故障領(lǐng)域中。紅外測溫技術(shù)是溫度監(jiān)測工作的一個專門技術(shù)領(lǐng)域，它在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷發(fā)展而日趨完善，逐漸滲透到工業(yè)各部門中。這種技術(shù)在許多領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)成為不可替代的工具，正在由一種現(xiàn)代化的測溫技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N較為全面的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的實(shí)用方法。

(3) 電流（功率）監(jiān)測

電流或功率監(jiān)測對電機(jī)起到運(yùn)行監(jiān)護(hù)的作用，在生產(chǎn)中廣為運(yùn)用，是保護(hù)電機(jī)的重要手段，也是對電機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的重要遠(yuǎn)傳參數(shù)之一。主要儀表為電流表、功率表、電壓表等。

(4) 壓力監(jiān)測

在化工生產(chǎn)中，整個系統(tǒng)的壓力是非常重要的。反應(yīng)和輸送過程中壓力的控的好壞不僅涉及經(jīng)濟(jì)性，更重要的是安全問題。它也是國家在設(shè)計(jì)規(guī)范和安全附屬設(shè)施中要求定期檢測的項(xiàng)目。主要儀表有現(xiàn)場儀表和遠(yuǎn)傳儀表。

隨著數(shù)控加工中心朝著自動化和智能化的方向發(fā)展，加工中心自帶的在線監(jiān)測設(shè)備也越來越多，為了豐富設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的工具和方法，專業(yè)的離線狀態(tài)監(jiān)測工具正逐步在加工中心現(xiàn)場進(jìn)行應(yīng)用。以本文提到的加工中心為例，測力計(jì)、振動分析儀、示波器、球桿儀、編碼器檢測儀、Profibus網(wǎng)絡(luò)診斷器及

便攜式動平衡機(jī)等已經(jīng)開始投入使用，如表2所示。其中測力計(jì)和震動分析儀實(shí)物圖如圖7所示。

結(jié)合狀態(tài)監(jiān)測工具，在關(guān)鍵部件的專業(yè)點(diǎn)檢過程中實(shí)現(xiàn)了精確化診斷和狀態(tài)趨勢預(yù)測，發(fā)現(xiàn)了很多常規(guī)手段難以察覺的故障隱患，對設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)實(shí)現(xiàn)了助力和提升，并對備件的預(yù)防性更換周期和設(shè)備專業(yè)點(diǎn)檢周期進(jìn)行了優(yōu)化和微調(diào)，在降低設(shè)備故障率的同時，也減少了設(shè)備維護(hù)材料使用量和人工成本，尤其是在對電主軸、導(dǎo)軌滑塊、絲桿、泵等關(guān)鍵部件的預(yù)防性維護(hù)上效果顯著。

5結(jié)語

目前大多數(shù)企業(yè)采用機(jī)械化的定期設(shè)備保養(yǎng)的方法，相比傳統(tǒng)的以搶修為主的維修思路有了很大提升，但是仍存在“設(shè)備維護(hù)不足”和“設(shè)備維護(hù)過剩”的風(fēng)險，造成設(shè)備、產(chǎn)量損失和成本浪費(fèi)。

基于狀態(tài)的維修理念正逐步發(fā)展，該方法通過狀態(tài)監(jiān)測及狀態(tài)診斷等判斷設(shè)備的劣化程度。本文將基于狀態(tài)的維修理念與設(shè)備專業(yè)點(diǎn)檢機(jī)制相結(jié)合，通過狀態(tài)監(jiān)測及診斷優(yōu)化設(shè)備專業(yè)點(diǎn)檢項(xiàng)目、方法及點(diǎn)檢周期。在生產(chǎn)應(yīng)用中，該維修策略起到了降低設(shè)備故障率和提升設(shè)備開工率（OEE)的效果。實(shí)踐表明：設(shè)備開工率達(dá)到90%左右，驗(yàn)證了該維修策略的有效性。

伯特利數(shù)控是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省東莞市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！

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