石化裝備制造企業數控機床的故障分類及其診斷方法

路傳偉

摘 要:隨著石化裝備制造企業的飛速發展,數控機床被得到了廣泛的應用。隨之而來的數控機床故障與維修問題日益嚴重。本文從數控機床的故障分類出發,探討了幾種數控機床的診斷方法,為企業提供了一定的維修決策支持。

關鍵詞:石化裝備數控機床故障

中圖分類號:TG659 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(a)-0079-01

先進的技術裝備是保證石化企業安全生產的關鍵,也是保證企業經濟效益快速提升的基本條件。數控機床是一個國家工業自動化的體現,是一個國家綜合國力水平的重要基礎產業,其水平高低是衡量一個國家制造業現代化程度的核心標志。目前,數控機床已廣泛應用于石油石化、航空航天、核電風電、汽車等行業,極大的促進了產品的加工精度及生產效率。同時,也導致企業對數控機床的依賴性也愈來愈強,對數控機床的可靠性、穩定性和長時間運行的要求越來越高。

數控系統種類繁多、功能增強、形式多樣,給維修和診斷帶來了許多困難。數控機床是運用高新技術改造和提升傳統產業的重要載體。我們要實現企業生產力的跨越式發展,就時刻要做到以信息化帶動工業化,這將在一定程度上取決于以數控化為核心的裝備工業,特別是數控機床的技術進步。數控機床是典型的復雜機電一體化產品,也是目前典型的高效率、高精度的機械產品。然而,無論多么精密的機械裝備都會發生設備故障。數控機床作為一種技術含量很高的機、電、液一體化的現代化機床,同時涉及電子、機械、液壓、氣動、光學等多個方面。它更是綜合了計算機技術、自動化技術、伺服驅動、精密測量和精密機械等各個領域的先進成果,是一體化、自動化程度高,結構復雜,技術先進,價格昂貴的機器,在石化企業,尤其是石油裝備制造商,得到了極為廣泛的應用。

因此,數控機床作為生產中的關鍵設備,不僅要求數控機床能準確無誤的工作還要能夠長周期安全運行。因此,數控機床的維修工作不僅成為維持企業連續生產不可缺少的必要環節,也是設備管理工作的主要內容。從目前情況看,數控加床的故障時有發生,不僅影響了企業生產的正常高效進行,而且對于生產具有高風險值的石化行業來說極為不利。因此,數控機床的管理、故障診斷、檢測、維護和修理已經成為一個專門的學科,只有實施數控機床故障的科學維修,才能保證生產能夠長時間安全運行和大幅度提升企業的經濟效益[1～2]。

1 數控機床故障的分類

數控機床的故障可以按以下方式進行分類:按數控機床發生故障的部件分類、按數控機床發生的故障性質分類、按故障產生時有無破壞性分類、按故障發生在硬件上還是軟件上來分類、按故障發生后有無報警顯示分類、按故障發生的原因分類。下面將按照數控機床發生故障的部件分類。

1.1 主機故障

數控機床的主機通常包括組成數控機床的機械、冷卻系統、液壓系統、排屑系統、氣動與防護裝置、潤滑系統等。常見的主機故障有:因機械安裝、調試及操作使用不當等原因引起的機械傳動故障或導軌運動摩擦過大的故障;導軌、主軸等運動部件的干涉、摩擦過大等原因引起的故障,以及機械零部件的損傷和連結不良等原因引起的故障等等。其中主機的故障主要表現為傳動噪聲大,加工精度差,運行有阻力。軸向傳動鏈的撓性聯軸器松動,齒輪、絲杠與軸承缺油,導軌鑲條調整不當,導軌潤滑不良以及系統參數設置不當等原因均可造成以上故障。尤其應引起重視的是,機床各部位標明的注油點(注油孔)須定時、定量加注潤滑油(劑),這是機床各傳動鏈正常運行的保證。

1.2 電氣故障

電氣故障又分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指由CNC電子元器件、電線電纜、接插件、分立元件、潤滑系統、換刀系統、限位機構、機床本體等硬件因素造成的故障,處于不正常狀態。常見的軟件一般指PLC邏輯控制程序中產生的故障,也包括加工程序出錯、系統程序和參數的改變或丟失、計算機的運算出錯等。強電部分是指斷路器、接觸器、繼電器、開關、熔斷器、電源變壓器、電動機、電磁鐵、行程開關等電氣元件及其所組成的電路,這部分的故障特別常見,必須引起足夠的重視。最嚴重的軟件故障則是數控系統軟件的缺損甚至丟失,這就只有與生產廠商或其服務機構聯系解決了。

2 數控機床的維修方法

數字控制是高效率的自動控制技術,利用數字信號對機床運動及其加工過程進行控制。數控機床故障的表現形式也比較復雜。常用的維修方法包括以下幾種[3~4]:(l)直觀法。即操作者利用感官觀察故障發生時的各種光、聲、味等異常現象,判斷故障的可能部位或部件,觀察法在維修數控機床過程中是常用的;(2)自診斷:利用數控機床的硬件和軟件自診斷系統;(3)參數檢驗法;利用儀器、儀表(示波器、萬用表等)參照電氣原理圖和控制系統的邏輯圖等資料,沿著發生故障的通道,逐步測量,直到找到故障點為止。參數檢驗法要真正了解電氣元器件的實際位置,才能迅速地排除故障;(4)利用狀態顯示的診斷功能;(5)備件置換法;(6)測量比較法;(7)敲擊法;(8)局部升溫法;(9)原理分析法;(10)故障樹分析法。(11)模糊診斷法。

隨著檢測技術、網絡與通信技術、信號處理技術、計算機及人工智能技術的發展,使機床故障診斷技術與方法產生了根本性的變化。其主要技術方法有以下幾種:故障診斷專家系統;人工神經網絡診斷技術;遠程故障診斷系統。此外,還包括:基于無傳感器技術的數控機床故障診斷方法;基于多傳感器信息融合方法;智能化集成診斷。就目前而言,大部分的數控機床故障診斷系統都要能充分根據當前狀態,以及以往的經驗知識,結合多種故障信息(征兆信息、狀態監測信息等)進行實時監測和綜合診斷。

3 結語

數控機床是機械、液壓、電氣一體化的設備,其故障的發生必然機械、液壓、電氣這三部份綜合反映出來,只有正確的使用并加強維護保養,對出現的問題進行深入的分析,同時進行不斷的總結學習,才能提高維修者的理論水平和維修能力,才能迅速解決設備故障,才能降低故障率,保證設備的正常運行。

參考文獻

[1] 孟憲森,常政剛．石化設備故障的科學診斷與維修管理．設備管理與維修,2001.

[2] 范占緒．數控機床故障的維修思路．寧夏機械,2009.

[3] 關鵬程．淺析數控機床故障的診斷和維修技術．新疆有色金屬,2011.