石化装备制造企业数控机床的故障分类及其诊断方法

路传伟

摘 要:随着石化装备制造企业的飞速发展,数控机床被得到了广泛的应用。随之而来的数控机床故障与维修问题日益严重。本文从数控机床的故障分类出发,探讨了几种数控机床的诊断方法,为企业提供了一定的维修决策支持。

关键词:石化装备数控机床故障

中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(a)-0079-01

先进的技术装备是保证石化企业安全生产的关键,也是保证企业经济效益快速提升的基本条件。数控机床是一个国家工业自动化的体现,是一个国家综合国力水平的重要基础产业,其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。目前,数控机床已广泛应用于石油石化、航空航天、核电风电、汽车等行业,极大的促进了产品的加工精度及生产效率。同时,也导致企业对数控机床的依赖性也愈来愈强,对数控机床的可靠性、稳定性和长时间运行的要求越来越高。

数控系统种类繁多、功能增强、形式多样,给维修和诊断带来了许多困难。数控机床是运用高新技术改造和提升传统产业的重要载体。我们要实现企业生产力的跨越式发展,就时刻要做到以信息化带动工业化,这将在一定程度上取决于以数控化为核心的装备工业,特别是数控机床的技术进步。数控机床是典型的复杂机电一体化产品,也是目前典型的高效率、高精度的机械产品。然而,无论多么精密的机械装备都会发生设备故障。数控机床作为一种技术含量很高的机、电、液一体化的现代化机床,同时涉及电子、机械、液压、气动、光学等多个方面。它更是综合了计算机技术、自动化技术、伺服驱动、精密测量和精密机械等各个领域的先进成果,是一体化、自动化程度高,结构复杂,技术先进,价格昂贵的机器,在石化企业,尤其是石油装备制造商,得到了极为广泛的应用。

因此,数控机床作为生产中的关键设备,不仅要求数控机床能准确无误的工作还要能够长周期安全运行。因此,数控机床的维修工作不仅成为维持企业连续生产不可缺少的必要环节,也是设备管理工作的主要内容。从目前情况看,数控加床的故障时有发生,不仅影响了企业生产的正常高效进行,而且对于生产具有高风险值的石化行业来说极为不利。因此,数控机床的管理、故障诊断、检测、维护和修理已经成为一个专门的学科,只有实施数控机床故障的科学维修,才能保证生产能够长时间安全运行和大幅度提升企业的经济效益[1～2]。

1 数控机床故障的分类

数控机床的故障可以按以下方式进行分类:按数控机床发生故障的部件分类、按数控机床发生的故障性质分类、按故障产生时有无破坏性分类、按故障发生在硬件上还是软件上来分类、按故障发生后有无报警显示分类、按故障发生的原因分类。下面将按照数控机床发生故障的部件分类。

1.1 主机故障

数控机床的主机通常包括组成数控机床的机械、冷却系统、液压系统、排屑系统、气动与防护装置、润滑系统等。常见的主机故障有:因机械安装、调试及操作使用不当等原因引起的机械传动故障或导轨运动摩擦过大的故障;导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障,以及机械零部件的损伤和连结不良等原因引起的故障等等。其中主机的故障主要表现为传动噪声大,加工精度差,运行有阻力。轴向传动链的挠性联轴器松动,齿轮、丝杠与轴承缺油,导轨镶条调整不当,导轨润滑不良以及系统参数设置不当等原因均可造成以上故障。尤其应引起重视的是,机床各部位标明的注油点(注油孔)须定时、定量加注润滑油(剂),这是机床各传动链正常运行的保证。

1.2 电气故障

电气故障又分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指由CNC电子元器件、电线电缆、接插件、分立元件、润滑系统、换刀系统、限位机构、机床本体等硬件因素造成的故障,处于不正常状态。常见的软件一般指PLC逻辑控制程序中产生的故障,也包括加工程序出错、系统程序和参数的改变或丢失、计算机的运算出错等。强电部分是指断路器、接触器、继电器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元件及其所组成的电路,这部分的故障特別常见,必须引起足够的重视。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失,这就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了。

2 数控机床的维修方法

数字控制是高效率的自动控制技术,利用数字信号对机床运动及其加工过程进行控制。数控机床故障的表现形式也比较复杂。常用的维修方法包括以下几种[3~4]:(l)直观法。即操作者利用感官观察故障发生时的各种光、声、味等异常现象,判断故障的可能部位或部件,观察法在维修数控机床过程中是常用的;(2)自诊断:利用数控机床的硬件和软件自诊断系统;(3)参数检验法;利用仪器、仪表(示波器、万用表等)参照电气原理图和控制系统的逻辑图等资料,沿着发生故障的通道,逐步测量,直到找到故障点为止。参数检验法要真正了解电气元器件的实际位置,才能迅速地排除故障;(4)利用状态显示的诊断功能;(5)备件置换法;(6)测量比较法;(7)敲击法;(8)局部升温法;(9)原理分析法;(10)故障树分析法。(11)模糊诊断法。

随着检测技术、网络与通信技术、信号处理技术、计算机及人工智能技术的发展,使机床故障诊断技术与方法产生了根本性的变化。其主要技术方法有以下几种:故障诊断专家系统;人工神经网络诊断技术;远程故障诊断系统。此外,还包括:基于无传感器技术的数控机床故障诊断方法;基于多传感器信息融合方法;智能化集成诊断。就目前而言,大部分的数控机床故障诊断系统都要能充分根据当前状态,以及以往的经验知识,结合多种故障信息(征兆信息、状态监测信息等)进行实时监测和综合诊断。

3 结语

数控机床是机械、液压、电气一体化的设备,其故障的发生必然机械、液压、电气这三部份综合反映出来,只有正确的使用并加强维护保养,对出现的问题进行深入的分析,同时进行不断的总结学习,才能提高维修者的理论水平和维修能力,才能迅速解决设备故障,才能降低故障率,保证设备的正常运行。

参考文献

[1] 孟宪森,常政刚．石化设备故障的科学诊断与维修管理．设备管理与维修,2001.

[2] 范占绪．数控机床故障的维修思路．宁夏机械,2009.

[3] 关鹏程．浅析数控机床故障的诊断和维修技术．新疆有色金属,2011.