智能制造環境下金屬切削機床檢修與維護方法

林貴華

（四川鴻艦重型機械制造有限責任公司，四川攀枝花 617063）

0 引言

隨著制造業技術的不斷發展，傳統手動金屬切削機床已經逐漸被自動化程度更高的智能數控機床取代。新型金屬切削機床的精準度更高，可以有效提高制造行業的工作效率，節約成本的同時也大大提高了產品質量，因此被廣泛應用于機械制造企業[1]。近年來，制造業受到了經濟增長趨勢放緩的影響，導致傳統金屬切削機床等制造裝備受到了一定沖擊，因此智能化水平更高、功能更完善的高端制造設備得以快速發展。智能制造是一種由各領域專家學者與智能機械共同構成的人機化智能交互系統，其中包含了各類程序的智能加工機床、傳送設備、檢測設備以及裝配設備等。隨著智能制造技術的不斷發展，各生產企業抓住了這一機會，開始不斷完善金屬切削機床檢修及維護方法，提高金屬切削機床的可靠性，降低生產成本。本文介紹智能制造環境下金屬切削機床檢修與維護方法。

1 智能制造環境下金屬切削機床檢修

1.1 金屬切削機床故障調查

當金屬切削機床出現故障時，首先要通過詢問、觀察、傾聽、觸摸、嗅聞等5 個步驟對機床故障前后的操作，以及故障發生后出現的現象進行初步調查，切勿盲目動手檢修，導致故障位置定位不準確的問題產生。

首先，詢問金屬切削機床操作人員在故障前后對其電路操作、運行情況，以及是否出現異常現象進行排查，異常現象包括機床出現異常響聲、冒煙、火花等[2]。詢問操作人員在故障前后是否出現違規、錯誤操作、頻繁啟動機床等情況；其次，觀察機床故障前后是否有明顯的外部灼傷痕跡、熔斷器是否熔斷、保護裝置是否脫扣等；再次，在不進一步擴大線路故障范圍，不損壞設備的前提下通電試用，傾聽機床電機、接觸器等部件的運行聲音是否正常；待切斷電源后，立即觸摸機床電機、變壓器等元件，查看其是否有過熱現象；最后在故障發生后通過嗅覺判斷電機、機電保護裝置的線圈是否存在由于過載產生的焦糊味。

1.2 故障范圍分析

根據金屬切削機床故障現象，在智能制造環境下通過系統性的通電方法進一步縮小故障可能發生的范圍。接通電源時，為避免出現觸電事故，造成周圍人員安全出現問題，通電時間盡可能短。利用智能機器與專家共同組成的一體化智能系統，對通電運行中的金屬切削機床進行分析、推理、判斷等操作。防止檢修人員直接接觸故障機床，進一步縮小金屬切削機床故障范圍，提高檢修準確性[3]。當檢測到精確的故障位置后，應當立即切斷機床的主電路電源，防止故障范圍進一步擴大，并事先在人機一體化智能系統中加以設定，避免通電線路動作后機床可能發生的不良后果。

1.3 選擇檢測方法確定故障點

常見的檢測方法包括分割法、分析法以及替換法。為保證金屬切削機床穩定運行，在智能制造環境下，采用模塊化結構應用于機床控制中心。分割法是根據機床各功能控制系統，按照功能結構分為幾個模塊。當機床故障發出報警時，首先根據報警內容確定造成故障的少量模塊，縮小檢修范圍，再根據故障現象以及相關原理再次對少量模塊分割，進一步縮小可疑故障范圍[4]。分析法是根據金屬切削機床的故障現象，采用以點代替面的分析方法檢查并確定故障部位。基本流程是對機床的某個關鍵點或部分進行測試和檢查，根據檢測得到的數據對該部分的電路進行分析，從而確定故障部位。可通過逆向或順向兩種方法分析，順向分析是根據機床故障點的原因分析各個功能的相關性。逆向分析可看作是一種演繹分析法，主要針對機床故障現象，并根據相關故障機理，分析引起故障的可能原因，再逐點分析原因，排除干擾因素。替換法是通過機床相同功能的模塊代替故障點模塊，當機床某一部分存在故障問題時，利用相同功能的完整模塊代替原本存在故障的模塊。若替代后機床可以正常運行，則說明故障位置鎖定，否則繼續替換其他模塊，直到找出故障點。

2 維護方法

2.1 設定金屬切削機床維護保養周期

對于金屬切削機床外部可見的故障問題可在其運行過程中或停止運行后，隨時對其進行檢查，出現問題時立即進行維護和保養[5]。對于設置在金屬切削機床內部的電器元件，通常情況下不應經常性地進行開門檢修和維護。需要針對金屬切削機床內部電器元件的定期維護和保養，實現金屬切削機床在較長時間內的安全穩定運行。設置金屬切削機床維護保養周期，首先要根據各電器元件的構造及使用情況確定。在實際作業中，可配合生產設備的第一等級和第二等級保養，同時開展對電器元件的維護保養工作。

第一等級保養的持續周期為一季度，每次保養作業時間應在7～14 h。保養內容包括：清掃電氣柜內部的雜物、整理內部線路、增加熔斷器松動部位牢固性、將電器元件與接線端子之間的壓線螺釘擰緊、修復或更換已經受損的電器元件，最后接通電源，測試金屬切削機床是否可以正常運行，使電器元件的工作程序可靠性提高。

第二等級保養的持續周期為1 年，每次保養作業時間為4～8 d。保養內容主要包括：在機床第一等級保養的過程中，對機床內部電器進行各項維護和保養操作、檢查機床各運行工作頻繁且電流較大的接觸器、檢查運行過程中產生明顯噪聲的接觸器和繼電器；對熱繼電器進行校驗工作，查看其是否處于正常工作狀態、對時間繼電器進行校驗，查看其延時時間是否符合金屬切削機床穩定運行要求。

2.2 金屬切削機床電機維護步驟

第一步：保證電機清潔，在電機的進、出風口處應當保持暢通，防止水滴或油污等異物掉入金屬切削機床電機內部。

第二步：檢查運行過程中金屬切削機床電機的負載電流是否正常，利用鉗形電流表檢查三相電流是否處于平衡狀態，并且電流中的任何一相與其他兩相的平均值不能超過5%。

第三步：對正常工作狀態的金屬切削機床，應定期利用兆歐表檢測其絕緣電阻。三相電機的絕緣電阻必須在1.0 MΩ 以上、轉子絕緣電阻在1.0 MΩ 以上、電機定子繞組絕緣電阻在2 MΩ/kV 以上才可允許使用[6]。當發現電機的各項絕緣電阻不符合規定時，應采用相應的處理手段使其符合要求，才可繼續使用。

第四步：對電機的接地裝置檢測，判斷其是否保持牢固可靠的狀態，判斷電源電壓是否與銘牌一致。

第五步：檢測電機的溫度上升是否正常，電機各位置上最高允許溫度見表1。

第六步：檢查金屬切削機床電機的噪聲以及振動情況是否正常，是否有油污、異常氣味、冒煙等現象產生，一旦發生上述情況應當立即停止金屬切削機床運行。

第七步：檢查電機的引出線是否具備良好的絕緣條件，判斷其連接方式是否牢固。

2.3 金屬切削機床控制設備維護

金屬切削機床控制設備的維護主要分為以下方面：首先應保證配電箱的門、鎖、蓋等零部件的耐油密封墊均處于良好狀態。門和蓋應時刻處于嚴密關閉的狀態，配電箱內部應保持時刻清潔，當配電箱內部出現水滴、油污或金屬物質時應立即清除，以免造成電氣漏電；其次，控制設備的控制臺上所有按鍵、手柄、信號燈等均應保持良好清潔狀態；檢查控制設備中的接觸器、繼電器等帶有電磁性的設備是否緊密吸合，有無噪聲、卡阻現象，觸頭接觸位置是否存在燒蝕、毛刺或凹坑現象，電磁線圈是否過熱，控制設備中的各個彈簧是否具有一定彈力等；最后檢查各電器設備的操作機構是否靈活可靠，相關整定數值是否符合金屬切削機床運行穩定的要求。檢查各線路接頭與端子板的對應接頭是否連接牢靠，保證各個部分之間的連接導線不被切削液、油污等腐蝕，防止接頭出現脫落。

表1 電機各位置最高允許溫度 ℃

3 結束語

在智能制造環境下的金屬切削機床是工業生產成果的集成體現，包含精密器械、數字電子技術、大功率電力電子以及電機控制等技術。當金屬切削機床出現故障時，應針對機床故障機理，對其故障問題進行分類并分析，找到其中的共同點或差異點。對故障可能性逐一排查，不斷縮小故障維修范圍，定期對機床進行維護，從而保障金屬切削機床穩定運行。