數控加工設備的維護及管理

金 輝

（中國中車長春軌道客車股份有限公司高速動車組制造中心設備部，吉林長春 130062）

0 引言

隨著社會發展，機械加工方面數控加工設備的應用越來越多，從加工精度、效率、通用性和靈活性等方面，對數控加工設備都有了更高要求。數控加工設備的結構越來越復雜，不僅有機械結構，還有計算機控制部分，設備故障后，維修和改造越來越困難。數控加工設備多數是加工精度較高的零部件，隨著設備磨損，設備將失去使用價值，給企業帶來損失。設備的維護和管理，可以有效降低設備損耗，減少故障發生。因此，數控加工設備的維護和管理非常重要。

1 數控加工設備分析

數控加工設備是由機械設備與數控系統組成的適用于復雜零件的高效率自動化機床。它的綜合能力較強，把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺設備上，使其具有多種工藝手段。隨著世界先進制造技術不斷發展，超高速切削、超精密加工等技術的應用，柔性制造系統的迅速發展和計算機集成系統的不斷成熟，對數控加工技術也提出了更高的要求[1]。

數控加工設備由多個結構單元組成，每一個結構單元的運行都直接關系到整體的運行質量。其中數字化控制單元是控制系統的核心，是由PLC 及其他附件構成。控制系統如同人的大腦，是所有指令發出的地方，如果這部分出現問題，則對應設備就整體癱瘓。在設備日常使用過程中，首先應該著重這部分檢查，及時發現控制部分的問題并采取對應維護方案[2]。伺服驅動裝置是接受數控裝置補充而成的進給量信號，并將信號擴大后驅使主體運行的機構，實現設備工作。機床主體則是由基本的機械結構組成，各部機械機構的精度和剛度都非常高，這樣才能保證加工出的零部件符合對應尺寸要求。在數控加工設備使用過程中，機床主體的機械結構磨損非常大，為提高對應設備使用壽命，應主要對這部分進行維護保養。數控加工設備的最后一個重點結構就是換刀結構，被加工零部件的生產，主要是通過零件的選擇和刀具的切削，刀具磨損最快。持續加工過程中，會由于摩擦產生高溫，對應被加工部位的冷卻系統也非常重要。

2 數控加工設備的維護

2.1 維護原則

隨著世界先進制造技術的興起和不斷成熟，超高速切削、超精密加工等技術的應用，對數控加工設備的要求也越來越高，數控加工設備的種類也越來越多，如五軸聯動加工中心、車銑復合加工中心、車銑磨復合加工中心、車銑磨齒輪加工復合中心和磨削復合加工中心等[3]。不同設備的操作系統和結構單元也是不同的，因此設備維護也不盡相同，應根據數控加工設備的種類、型號和具體情況，制定對應的維護措施，促使設備長期穩定工作。

2.2 維護方法

現代企業的數控加工設備普遍存在操作不規范的問題，導致設備使用壽命下降。操作數控加工設備的技術人員是否按照操作章程操作設備至關重要，否則，操作人員完全根據自身意愿和方便程度來操作，那么其他方面的維護即使再完善也無濟于事。因此要求操作數控加工設備的技術人員要嚴守操作規程，提高操作技術人員的專業素養[4]。在實際維護過程中，發現多數數控加工設備還會因灰塵和異物進入機械結構內部，導致機械結構磨損嚴重，還有的長期積累在電路系統上，導致電路不能正常工作或短路。在多年的設備維護工作中，還發現因系統溫度過高、電刷過度磨損、刀庫轉動不到位和主軸定位不準確等使用因素而產生的設備故障問題。綜合以上因素，數控加工設備正確維護的主要方法應該是每天使用設備后都要對設備進行清理，定期進行排查，特別是風道過濾器是否堵塞，冷卻風扇是否運行良好，潤滑部位定期加潤滑油，對于損耗嚴重的零部件及時更換，不要過度使用，導致其他零部件使用壽命減少[5]。總之，多清理、多保養，保證其運行功能順暢，延長使用壽命。實際加工使用中發現，長期不使用的數控加工設備最容易發生故障，為此，也應該定期進行維護，給對應設備通電讓其空運行，利用機械結構間的摩擦生熱驅散自身潮氣，保證各個元器件性能穩定。

3 數控加工設備的管理

每種數控加工設備都有自身特點，不同設備都是由機械機構及計算機控制部分等組成，所以對于每個企業的不同數控加工設備都可以制定一個合理、規范的管理制度，有效提高設備使用壽命。具體的管理制度可以參照不同的設備使用說明和規程，制定出一套完成的維護管理體系。如可以分為定期維護和每天維護，特別是每天的維護要做到清潔整理、潤滑劑添加及設備特殊部位的檢查等。尤為重要的是，對于操作數控加工設備的技術人員也需要有對應的管理制度，多數設備的故障問題都是因操作不當所導致。對于操作的技術人員制定嚴格的操作規程，提高操作技術人員的專業素養，還需要有培養操作人員以提升專業水平的管理制度[6]。布置加工任務時，對生產工藝、操作流程、質量控制卡等都需要有嚴格的準備和管理。

3.1 日常維護管理

數控設備需要平時進行維護管理，而不是長時間間隔進行維護。工作多年的技術工人都熟悉一句話，即“買不如修、修不如養、而養要進行日常保養”，日常維護保養工作進行好，才能有效提高設備的使用壽命。對于日常的維護保養工作需要進行科學管理，這樣才能保證日常高頻次的保養工作有序進行[7]。如設備日常的運行狀況分析、日常的清潔整理、日常的潤滑維護等，結合生產的環境等因素指定日常維護管理的規程。因為日常維護比較頻繁，可以直接由操作設備的技術人員進行即可，操作對應設備的技術人員對設備比較了解且方便。但是還需要安排單獨檢查，對應操作技術人員是否有按照規程進行維護，維護是否符合要求，這個檢查也很重要。

3.2 檢修維護管理

更進一步的數控加工設備的日常維護管理就是檢修維護管理，這是相對時間間隔長一些的維護管理。設備長時間使用必然會有相應的磨損或故障，隨著設備磨損加大或存在故障時間過長，會導致對應數控加工設備更大的損傷或更加嚴重的故障。數控加工設備常見故障問題：硬件以及軟件故障、系統性以及隨機性故障、破壞性以及非破壞性故障、有診斷以及無診斷顯示故障、運動品質下降故障。可結合常見故障對應部位進行著重檢修維護。設備檢修維護很重要，可以很大程度上減少設備不必要的損失，還可以提升設備應用的安全性能力。但是由于不同設備的差異性問題，對于檢修維護的邏輯也存在著不同，不同設備的使用企業，可以根據數控車、數控銑、數控刨、數控磨等加工方式不同來分類，對不同類別制定對應檢修維護流程，讓檢修人員按照標準流程檢修及記錄，這樣也讓檢修維護管理進入標準化、規范化[8]。

3.3 培養專業的技術人才

操作數控加工設備和進行維護保養的均是技術人員，因此技術人員的專業能力直接關系到設備是否能夠正確使用，以及設備是否可以安全和更長久地使用。數控加工設備大體上是由編程及程序載體、輸入輸出裝置、CNC 裝置及強電控制裝置、伺服驅動系統、位置檢測裝置、主體的機械構件等組成。組成結構相對復雜，一個專業的技術人員必須熟悉或掌握設備結構，才能在檢測維護中精準判斷故障問題所在或可能出現的故障問題，并且在維護檢修中，可以對重點部位進行維護保養。技術人員還要熟悉公司的質量標準，能夠熟練使用數控加工設備的各種檢測工具，會使用常用的儀器、儀表、檢測工具，熟悉機床原理和機械相關知識，知曉伺服驅動系統和伺服調整軟件，熟悉使用數控設備的各種電氣元件，了解相關的國家技術標準和安全生產知識[9]。能夠掌握以上各方面知識的技術人員，通過自身學習和成長是一個漫長過程。目前國內這方面的人才非常緊缺，對于企業來說，培養數控加工設備的專業技術人才迫在眉睫。可以制定合理的課程培養方案和標準的課程體系，系統培養出專業技術型人才，以滿足企業發展需要。