TPM實踐中數控設備管理與預防性維修
來源/作者： TPM咨詢服務中心 丨 發布時間：2017-05-15 丨 瀏覽次數：
一、數空設備管理
1、數空設備管理模式
TPM培訓公司提出數控設備的使用情況直接影響著企業的生產效率和經濟效益，而管理方式又直接決定著數控設備的使用，可見數控設備的管理是十分重要的。在數控設備使用初期，由于數控設備少，類型單一，并且集中在一、兩個單位，因此，各有關單位自身形成數控設備管理、使用、維修三位一體的封閉形管理模式。
隨著生產發展，越來越多的設備使用了數控技術，使得數控設備難以集中在一個單位，許多生產車間，都有了數控設備。因此，上述的管理模式就難以適用了。如若采用上述模式，每個單位均要建立維修機構及人員，必然造成人力、物力和財力的極大浪費，現實的條件也是不允許的。所以，我們目前采用了數控設備使用及數控工藝歸車間負責，管理和維修歸機動部門負責的現代化管理模式。
數空設備管理樹狀圖
2、數空設備管理的基礎管理和技術管理
對于企業來說，數控機床的擁有是企業的實力體現，最大限度地利用數控設備，對企業效益是十分有益的。企業不能只注意設備的利用率和最佳功能，還必須重視設備的保養與維修，它是企業生產的“先行官”，直接影響數控設備能否長期正常運轉的關鍵。為保持數設備完好技術狀態，使其充分發揮效用，在設備基礎管理和技術管理工作上我們著重抓了以下幾個方面：
①健全維修機構
機動部門設數控設備維修室，承擔全廠數控設備的管理和維修工作。他們是由具有豐富經驗的老技師和具有很強專業化知識、責任心并有一定實際工作能力的機械、電氣工程師組成。設備使用單位設數控設備維修員，專門負責本單位數控設備日常維護工作。
②制定和健全規章制度
針對數控機床的特點，逐步制定相應的管理制度，例如數控設備管理制度、數控設備的安全操作規程、數控設備的操作使用規程、數控設備的維修制度、數控設備的技術管理辦法、數控設備的維修保養規程、數控設備的電器、機械維修技術人員的職責范圍、數控設備電氣和機械維修工人的職責范圍等,樣使設備管理更加規范化和系統化。
③建立完善的維修檔案
建立數控設備維護檔案及交接班記錄，將數控設備的運行情況及故障情況詳細記錄，特別是對設備發生故障的時間、部位、原因、解決方法和解決過程予以詳細的記錄和存檔，以便在今后的操作、維修工作中參考、借鑒。
④建立基礎管理信息庫
建立數控設備信息庫，詳細描述數控設備基本特征，提供設備能力的基礎數據，以作為今后數控設備的管理、應用、產品加工、設備調整和維修的參考依據。
⑤加強數控設備的驗收
為確保新設備的質量，我們加強了設備安裝調試和驗收工作，尤其是設備驗收這一環節，制定了嚴格的把關措施，對照合同、技術協議、國際和國內有關標準及驗收大綱規定的項目逐項檢查。驗收內容包括：出廠時的預收（在制造廠組裝質量監檢），設備開箱前包裝檢查、開箱后零部件外觀、數量的檢查，對配套的各種資料、使用手冊、維修手冊、附件說明書、系統軟件及說明書等仔細核對妥善保管，特別對系統軟件要予以備份。這樣，對今后設備附加功能的開發和機床的保養和維修帶來方便。機床調試完成后，利用RS232接口對機床參數進行數據傳輸做為備用。
以防機床文件（參數）丟失。安裝調試后要進行以下項目檢查：幾何精度、定位精度和重復定位精度、數控功能，安全和噪聲，加工標準件，買方指定產品舞蹈工件，機床切削功率，機床可靠性等。
在驗收中，對質量的索賠，要以事實力依據，對涉及機床重要性能、精度的指標嚴格把關，認真檢查。例如我廠購進一臺德國加工中心，在檢查精度時發現五個坐標定位精度全部超差，打開機床NC系統程序后，發現該機床出廠時沒有做過定位精度誤差補償，在事實面前，廠家無可否認，后來他們曾先后兩次來人，才將座標精度調整并補償到規定指標。
⑥加強維修隊伍建設
數控設備集機、電、液（氣）、光于一身的高技術產品，技術含量高，操作和維修難度大。所以，必須建立一支高素質的維修隊伍以適應設備維修的需要。我們采取多種形式進行培訓，一是利用設備安裝調試，讓生產廠家對操作、維修、編程、管理人員進行現場培訓：二是走出去、請進來，學習、參觀、實踐；三是采用內部辦學習班的方法進行培訓，以便盡快掌握設備操作技術和維修保養技術。
⑦建立數控設備協作網
由于數控設備千差萬別，它們的硬件、軟件配套不盡相同，這樣給維修工作帶來了很多困難。為此，我們與使用同類型數控設備的單位建立了友好聯系，經常就管理和維修方面的經驗進行交流，互通信息，這樣對數控機床的使用起到了一定的推動作用。
二、數空設備管理的預防性維修
顧名思義，所謂預防性維修，就是要注意把有可能造成設備故障和出了故障后難以解決的因素排除在故障發生之前。一般來說應包含：設備的選型、設備的正確使用和運行中的巡回檢查。
①從維修角度看數控設備的選型
在設備的選型調研中，除了設備的可用性參數外，其可維修生參數應包含：設備的先進性、可靠性、可維修性技術指標。
先進性是指設備必須具備時代發展水平的技術含量；可靠性是指設備的平均無故障時間、平均故障率，尤其是控制系統是否通過國家權威機構的質檢考核等；可維修性是指其是否便于維修，是否有較好的備件市場購買空間，各種維修的技術資料是否齊全，是否有良好的售后服務、維修技術能力是否具備和設備性能價格比是否合理等。這里特別要注意圖紙資料的完整性、備份系統盤、PLC程序軟件、系統傳輸軟件、傳送手段、操作口令等，缺一不可。對使用方的技術培訓不能走過場，這些都必須在定貨合同中加以注明和認真實施，否則將對以后的工作帶來后患。
另外，如果不是特殊情況，盡量選用同一家的同一系列的數控系統，這樣，對備件、圖紙、資料。編程、操作都有好處，同時也有利于設備的管理和維修。
②堅持設備的正確使用
數控設備的正確使用是減少設備故障、延長使用壽命的關鍵，它在預防性維修中占有很重要的地位。據統計，有三分之一的故障是人為造成的，而且一般性維護（如注油、清洗、檢查等）是由操作者進行的，解決的方法是：強調設備管理、使用和維護意識，加強業務、技術培訓，提高操作人員素質，使他們盡快掌握機床性能，嚴格執行設備操作規程和維護保養規程，保證設備運行在合理的工作狀態之中。
③堅持設備運行中的巡回檢查
根據數控設備的先進性、復雜性和智能化高的特點，使得它的維護、保養工作比普通設備復雜且要求高的多。維修人員應通過經常性的巡回檢查，如CNC系統的排風扇運行情況，機柜、電機是否發熱，是否有異常聲音或有異味，壓力表指示是否正常，各管路及接頭有無泄漏、潤滑狀況是否良好等，積極做好故障和事故預防，若發現異常應及時解決，這樣做才有可能把故障消滅在萌牙狀態之中，從而可以減少一切可避免的損失。
三、數空設備管理維修實例
1．數空設備管理系統的故障診斷
①系統自診斷
一般CNC系統都有較為完備的自診斷系統，無論是發那科系統還是西門子系統，上電初始化時或運行中均能對自身或接口做出有限的自診斷。維修人員應熟悉系統自診斷各種報警信息。根據說明書進行分析以確定故障范圍。定位故障元器件，對于進口的數控系統一般只能定位到板級。
②數控系統的軟故障
數控系統的軟故障是指控制系統的系統軟件和PLC程序。有的系統把它們寫在EPROM中插在主機板上，有的駐留在硬盤上。一旦這些軟件出現問題，系統將造成全部或局部混亂，當分析到確定是軟件故障時，應當使用備用軟件或備用EPROM換上，嚴格按操作步驟經初始化后試運行。這類故障只要有備份文件一般不難恢復。其難度在于備份軟件不完備或專用傳送設備不具備或生產廠家操作手段中設置口令保密等因素造成無法恢復。
③利用PLC程序定位機床與CNC系統接口故障
現在一般CNC控制系統均帶有PLC控制器，大多為內置式PLC控制。維修人員應根據梯形圖對機床控制電器進行分析，在CRT上直觀地看出CNC系統I／O的狀態。通過PLC程序的邏輯分析，方便地檢查出問題存在部位。如FANUC一OT系統中自診斷頁面，FANUC一7M系統中的T指令等。
2．故障排除步驟
①詢問操作者故障發生的原因
當故障發生后，維修人員一般不要急于動手，要仔細詢問故障發生時機床處在什么工作狀態、表現形式、產生的后果、是否是誤操作。故障能否再現等。
②表面與基本供電檢查
主要觀察設備有無異常情況，如機械卡住、電機燒壞、保險熔斷等。首先檢查AC＼DC電源是否正常，盡可能地縮小故障范圍。
③分析圖紙，確定故障部位
根據圖紙PLC梯圖進行分析，以確定故障部位是機械、電器、液壓還是氣動故障。
④擴大思路，根據經驗分析
根據經驗分析，一定要擴大思路，不局限于維修說明書上的范疇，維修資料只提供一個思路，有時局限性很大。如我廠的一臺FANUC一OT數控車床，開機后CRT無畫面，電源模塊報警指示燈亮，根據維修說明書所講，發現CRT和I／O接口公用的24EDC電源，正端與直流地之間僅有1─2Ω電阻，而同類設備應用155Ω電阻，按資料上講，這類故障一般在主板，只能送到廠家去修，而我們擴大思路，先拔掉Ml8電纜插頭，故障仍在，后拔掉C─Sl4插頭上有短路現象，排除后，機床恢復正常。
3．故障排除例舉
①我廠XH716數控加工中心，系統為FANUC一OM系統，一次出現故障408報警，經查為伺服系統報警，意為反饋信息不良，經測量電纜信號線正常，但插上去后，該脈沖編碼器＋5V電源沒有，檢查伺服系統上＋5V電源正常，插上去后沒有，后懷疑其電纜插頭與伺服上的電纜插座接觸不良，排除后，機床恢復正常。
這臺機床在加工中經常出現過載報警，報警號為434，表現形式為之軸電機電流過大，電機發熱，停上40分鐘左右報警消失，接著在工作一陣，又出現同類報警。經檢查分析，認為電氣伺服系統無故障，估計是負載過重帶不動造成。為了區分是電氣故障不再出現。由此確認為機械絲杠或運動部位過緊造成。調整之軸絲杠防松螺母后，效果不明顯，后來又調整之軸導軌斜鐵，機床負載明顯減輕，該故障排除。
②FAUNC一7M數控4軸銑床，開機后05、07報警，進一步檢查B軸位置超差，經分析為位置環反饋部分有問題，檢查7M內部位置控制板，發現一個集成濾波器開路，造成反饋信息中斷，換一個濾波器后機床恢復正常。
③我廠自己改造一臺數控車床C6140A，系統為臺灣產HUST，開機后，調找不到零點。經分析，回零原理是，回零過程中壓零位開關后減速，反方向移動，找脈沖編碼器的柵格零脈沖后應停住，前面執行動作均正常，但減速返回時找不到零點，估計脈沖編碼器零脈沖無或該信號線斷，后換一個脈沖編碼器，機床恢復正常工作。
④SAJOHMC630─P型臥式加工中心，數控系統為西門子840C，一次開機后B軸不能運動，經檢查，B軸電磁閥已動作，但PLC顯示B軸未放松。判斷壓力開關有問題，拆下后經檢查，發現該開關觸點損壞，換一個壓力開關后該故障排除。
四、數控設備管理和維修工作的幾點體會
1．數控設備作為一種高精尖的機械加工設備，綜合了機械、電子、計算機等多門學科，因此對數控機的專業管理要求越來越高，目前數控設備的主要問題可歸結為：管理、維修和提高。即實行科學的管理方法，發揮數控設備的最佳效能：加強維修力量，建立一支機械、電氣、動力、計算機軟硬件等專業維修隊伍，提高維修人員的理論、技術水平，特別提高他們對故障的判別能力及排除故障的處理能力，同時也要提高操作、編程人員的技術水平。
2．數空設備管理維修實際上是一項很復雜、技術含量很高的一項工作，由于數控設備與普通設備有較大的差別，因而對維修人員技術水平要求也十分高，不但要在電氣系統上下功夫，還要具備機械、液壓、光學等方面的知識，因為數控設備是機電一體化的綜合體，例如數控仿形頭既有傳感器、A／D轉換，也有機械位移裝置，融合在一起，要知識面廣才能夠勝任工作，認真、仔細、大膽、負責及技術上要過得硬是最基本的要求。
數空設備管理是一門十分豐富的綜合工程學，既要有先進的設備，又要有好的設備維修，更要有科學的設備管理。多年來，根據我廠數控設備的特點和工作經驗，我們將進一步探索對數控設備新的管理模式，使其更好地為科研生產服務。
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