數控機床維保體系的研究

薛 鵬

(江蘇亞威機床股份有限公司，江蘇揚州 225200)

0 引言

在離散型加工、機床生產企業中，大型龍門銑鏜加工中心、大型落地鏜銑加工中心、大型龍門平面磨床等通用性加工母機是機床生產企業中的主力軍，這些機床存在唯一性、高精度、自動化等特點。這些大型機床可能是企業或地區唯一的大行程、高精度機床，為了確保大型機床的有效開機率和功能完好性，需要對機床進行全方位的維保工作。

1 維保體系建立的意義

維保體系是建立在對機床核心功能、輔助功能全面了解和對機床運行軌跡、信號的全面統計基礎上，并通過對機床常見故障剖析和備件庫的建立等來進一步完善。在實際工作中，對每臺機床建立各自的維保體系，對機床預防性故障的檢修具有指導意義。在維保工作中，為保證機床的有效使用，減少停機次數和時間，應根據機床的實況進行針對性的預防性檢修。維保體系建立后，既可以作為設備維修新員工的培訓、熟悉機床的資料；也可以在維修中根據維修實況不斷填充、豐富維修檔案，提高整體維修水平；最重要的是在智能制造的發展中，可以作為MES（Manufacturing Execution System，制造企業生產過程執行系統）維修體系的基礎檔案。根據機床特點及結合多年工作檢驗，建立了實用性的機床維保體系模型，圖1。

2 維保體系內容

2.1 機床結構部分

（1）機床主體。包括床身、立柱、導軌、絲杠、滑枕等，尤其需注意斜鐵、拖鏈的安裝位置。

（2）液壓系統。包括液壓站、油箱液壓功能閥體、供油系統、回油系統等。需確認機床液壓系統中每個泵、電機、閥體的位置和功能，并和圖紙一一對應，便于維保時根據故障表象就可準確找到所查元件。

（3）刀庫系統。包括刀庫門、機械手、刀套、刀鏈、鏈輪傳動組合、刀位信號開關等。需重點關注刀庫門和機械手運行步驟、各步驟信號開關的位置和報警信號。

（4）氣動系統。包括濾水和潤滑三聯件、氣動閥、氣壓缸等。需重點確認各氣動閥的位置和功能。

（5）潤滑系統。包括潤滑泵組合、管路布局、分油器、各潤滑終點等。需重點確認分油器及對應潤滑終點的位置和功能。

（6）電氣系統。包括電柜冷卻、電柜內部組件、操作面板、內部分線盒等。需重點關注各類電機控制的功能電路組成、頻繁動作的繼電器和接觸器、具有保護功能的斷路器。

圖1 數控機床維保體系

機床結構的輔助部分包括排屑器系統和切削液系統。這些輔助部分發生故障時一般不會影響機床的正常使用，僅會給機床的使用帶來不便。

2.2 常見故障點

（1）機械部分故障點：幾何精度超差、反向間隙超差、機床運行抖動、護罩進給的異響等。大型機床幾何精度發生變化多是因為溫度和新裝機床的內應力，所以機床的幾何精度檢查時需充分考慮溫度和內應力的因素；反向間隙主要是因為滾珠絲杠和絲母的磨損或松動造成的，為保證加工精度需定期檢查并調整反向間隙，在進行調整時，首先進行機械調整，達到最優效果后再用數控系統補償誤差；機床運行抖動多為相對運行中摩擦阻力增大造成的，斜鐵或潤滑的異常是本類故障的重要原因；護罩運行異響多為潤滑不足，踩踏或異常沖擊造成護罩的變形，需在日常使用中加強對護罩的保護。

（2）液壓系統故障點：壓力異常、溫度升高、管路漏油、濾芯堵塞、沖擊異響等。壓力的準確和穩定是液壓功能實現的基礎，壓力調整可在設定值的上下5%，需在液壓表上做出設定壓力值的標記，以便點檢巡查中檢查壓力值是否正常；液壓站液壓油的最高溫度是60℃，＞60℃時需及時報修；溫升變化時重點檢查液壓泵的前后有無劇烈溫升、機床供油和回油有無大幅溫差，同步需檢查液壓泵的電機溫度應≤80℃；管路漏油是機床使用中常見的故障，如管頭松動、油管老化開裂、密封圈失效、油封失效等；擦拭陳油即可查到漏點濾芯，應定期清潔和更換濾芯，并記錄更換后壓力的變化；液壓沖擊和異響是液壓系統中難以消除的故障點，需要專業的液壓工程師給予輔助處理。

（3）刀庫系統故障點：刀庫門卡頓、機械手卡頓、檢測開關信號異常、卡爪掉刀等。刀庫門需保證運行軌道、氣缸的清潔和潤滑；機械手運行步驟要牢記與心，每個步驟運行軌跡及對應的檢測開關均需做詳細統計；一旦機械手卡位，能根據機械手運行軌跡和報警信息對應的監測開關及時確定并排除故障點；卡爪掉刀主要是機械手抓刀時對應的卡刀機構異常，卡刀機構故障多為運行機構進入雜物或缺少潤滑造成。

（4）換頭系統故障點：附件頭支架位置偏移，檢測開關信號異常、滑枕裝頭位置異常等。較為先進的數控機床均能自動更換附件頭，部分機床同時配有多個附件頭，所以機床換頭的正常運行也是保障機床運行的重要組成部分。附件頭支架位置偏移主要是支架長期使用中結構變形、導軌潤滑不足、動力的氣壓或液壓的壓力異常等原因造成；換頭過程中對應的檢測信號位置和報警信息均需做好統計，以便處理換頭中的故障點；滑枕裝頭位置異常多為主軸定位異常和滑枕換頭過程中各暫停點位置異常。

（5）潤滑系統故障點：潤滑管路斷裂、潤滑管路堵塞。通過手動打壓時壓力的上升速度確認內部潤滑管路是否存在斷裂；加油周期有無劇烈變化也是判斷內部潤滑狀態的重要依據，加油周期劇烈變短多為油管斷裂，加油周期逐步變長多為內部管路堵塞。

（6）電氣系統故障點：電柜溫度過高、工作環境濕度過高、常用觸頭的疲勞損壞、已發故障的復發隱患等故障點。

（7）氣動系統故障點：管路漏氣、氣路有水、氣缸缺少潤滑油。

（8）排屑器故障點：鐵屑或雜物掉入卡死、底部積屑過多卡死、鏈板拉長、軸承或變速箱缺少潤滑等。

（9）切削液故障點：回水和供水濾網濾芯堵塞、切削液泄漏、切削液變質、液位開關升降異常等。

2.3 已發故障統計與解決方案

（1）可避免故障的類型與對策。機床使用和維保中因為操作失誤或檢修不足造成的故障，可通過各種手段避免。使用中常見故障：機床運行中撞擊、超速運行、進給軸超程、換頭異常未及時停止、換刀異常未及時停止、排屑器內掉入雜物卡死、切削液濾網未及時清潔等。維保中常見故障：導軌和絲杠潤滑不足、傳動齒輪箱潤滑不足、液壓壓力異常、漏氣漏水漏油、換頭換刀位置異常等。采取措施：要求操作者按照操作規定進行操作，嚴禁違規操作；要求維修人員按維保說明書對機床進行定期檢修，并切實檢查到位。

（2）可預測故障的類型與對策。可預測故障是根據機床運行中發生異響、振動等表象，依據維修人員的工作經驗對機床可能出現的故障進行預測，并進行必要的檢修和備件準備，協調合理的維修時間，組織進行維修。

（3）重要故障維修記錄。復雜和重要的維修情況，具有耗時長、要求高、工作量大等特點。例如，變速箱軸承、齒輪的更換，大型電機的更換，復雜液壓故障的排查、主軸的拆裝、機床的搬遷、機床的項修和大修等。重要維修要建立針對性維修檔案，如維修要點拍照、維修過程記錄、難點和注意事項的說明等，均可以為日后類似的維修提供技術支持和資料儲備。

2.4 備件庫建設

（1）消耗性備件庫：邊使用邊補充。液壓油、導軌潤滑油脂、過濾棉、清潔用品等日常維保中經常使用的消耗型輔料或通用備件，使用后需及時補充，嚴禁因補充不及時而影響維保的有序進行。

（2）常用備件庫：需計劃性存儲。接頭、氣管、濾芯、溢流閥、液壓表、氣壓表、刮屑板等維保中常用型備件，需要必備。同時部分已損備件修復后也可以納入常用備件庫，以防止再次發生。

（3）不常用備件數據庫：備件采購信息庫。電源模塊、液壓泵、伺服電機、導軌滑塊等單價較高，且不經常損壞的備件，可以建立涵蓋備件型號、廠家、供應商、供貨周期等電子檔案的數據庫，一旦相應備件出現故障時，可以及時提取備件信息進行快速采購。

2.5 維保人才的培養

（1）主觀能動性。維保中的關鍵環節就是提高維保人員的個人主觀能動性。積極主動的去完成機床的檢查和保養，發現故障隱患及時消除或上報，按照各類制度進行點檢和保全，針對機床的運行狀態多和操作者交流，以保障機床的正常運行。

（2）個人專業素養：自學＋培訓。維保人員個人能力的培養和提高也是提高維保水平的重要環節。維保人員為了更好的完成本職工作，需要看懂機床說明書，并對機床的實際結構進行了解和研究。一方面公司應針對維修人員的技能做定期定向的培訓，組織維修人員進行內部討論，促進工作經驗的交流；另一方面應為維保人員提供合適的外出培訓機會，開拓員工的視野和思路。維保人員需要自覺提高工作水平，以應對逐步復雜化、綜合化的維保情況。

（3）管理者的重視與支持：資金和物質。管理者的重視與支持是維保工作順利推進的主動力。適當的獎懲制度和項目特批獎金，可有效激發員工的積極性和主動性，為員工提供足夠的使用工具和工作環境也是管理者應做好的工作。管理者要想員工之所想為其服好務，用合適的管理制度激發維保人員的工作激情。

3 總結

維保體系的建立總體而言是通過各種方法減少故障的發生概率、做好各類預想性檢查、建立完善的維修檔案、合理地儲備機床備件，即通過各種手段保證數控機床的正常運行。維保工作要以機床說明書為依據和起點建立適合自己的維保體系；統計和儲備各類信息，以備不時之需；積極主動的切實做好機床的保養工作，推行針對性的檢修方案，保障數控機床的正常運行。