两大方面提高数控机床的有效度

春晓

任何一台数控机床要想长期连续可靠地工作，除了机床自身的质量因素以外，还与使用过程中的正确保养、及时排除故障和及时的维修有密切关系。从提高数控机床的有效度来看，维修应包含两方面的含义：一方面是日常的维护(预防性维修)，这是为了延长机床的平均无故障时间MTBF;另一方面是故障维修，其目的是尽量缩短平均修复时间MTTR。做好这两项工作，是充分发挥设备效能的基本保证。
　　
　　为充分发挥数控机床的效益，重要的是做好预防性维护，使数控系统少出故障，提高系统的平均无故障工作时间。另外还应随时做好维修的准备工作，当系统出现故障时能及时修复，以尽量减少停机修理时间。这就要求必须熟悉设备的结构和性能，熟悉数控系统的构成和基本操作，了解系统所用印制线路板上可供维修用的检测点，掌握其正常电平和波形，以便维修故障时对照、分析。此外，还应妥善保存数控系统和可编程控制器(PLC)的技术资料和原始设置参数，常用的典型零件程序。根据实际使用情况，可适当配备一些易损备件，如保险器、电刷以及容易出故障的晶体管模块和印制电路板等。对于备用电路板，要定期装在数控系统上通电运行，以免因长期不用而发生故障。
　　
　　预防性维修的关键是加强日常的维护、保养，通常应做到以下几点：
　　
　　1、为数控机床配备的数控系统编程、操作和维修人员，应熟悉所用设备的机械结构、数控装置、强电设备、液压系统、气路等各部分的特点，以及规定的使用环境、加工条件等。并严格按机床及数控装置使用说明书的要求正确、合理地使用机床，尽量避免因操作不当而引起故障。
　　
　　2、很多系统采用纸带阅读机作为程序的输入装置，系统参数、零件加工程序等纸带信息，都要通过纸带阅读机输入到数控系统内部。如果纸带阅读机的读带部分(即阅读头的发光和受光部分)有污物，就会使读入的纸带信息出现错误，所以，对阅读头表面、纸带压板、纸带通道表面应经常检查，及时清除污物。对纸带阅读机的运动部件，如主动轮滚轴、导向滚轴压紧滚轴、张紧臂滚轴等应经常清理，并保证润滑良好。
　　
　　3、定期清扫空气过滤器。当安装在数控柜及电器柜门上的空气过滤器灰尘较多时会造成柜内冷却空气流通不畅，长时间如此，会引起柜内温度升高，使系统不能可靠工作。因此，应根据使用环境定期检查，至少每半年拆下清扫一次。具体方法是：先卸下紧固螺钉，取出空气过滤器内芯，用压缩空气由里向外吹掉滤芯上的灰尘。如过滤器较脏，也可同时轻轻振动过滤器，用上述方法无法奏效时，可使用中性清洁剂(清洁剂比例5%)冲洗，但不可揉搓，然后将滤芯置于阴凉通风处晾干即可。
　　
　　4、定期进行电池的维护。对于采用CMOS存贮器保存系统参数的数控装置，为了避免停机断电时参数丢失，使用蓄电池供电予以保持。当电池电压低于CMOS保持电压时，蓄电池可在机床开机时自动充电。通常情况下蓄电池可确保断电后信息保存1000h以上，当机床长期停机时也应根据说明书的要求定期通电开机，使蓄电池补充电力。这类数控装置如果在CRT上或者用指示灯显示出电池故障报警时，表示电压过低，蓄电池已失效，需要更换新电池。为了保存原有数据，应在接通电源的情况下更换电池，且不可将电池极性接反。
　　
　　5、直流伺服电机应定期进行检查和清扫。直流伺服电机带有电刷，工作时与换向器接触磨擦而逐渐磨损。电刷过度磨损后，会影响电机的工作性能甚至造成电机的损坏，因此必须定期检查、更换。对于一般机床如数控车床、数控铣床和加工中心机床等，可每年检查一次;而对于频繁进行加减速工作的机床如冲床，则应每两月检查一次。检查时要在断开数控系统电源，且电机已完全冷却的状态下进行，首先拆下电刷盖，取出电刷，测量其长度，一般情况下。当电刷磨损到原长度的一半时，就不应再继续使用，必须更换同一型号的新电刷。第二步应仔细检查电刷与换向器接触的弧形接触面是否有深沟或裂痕，以及电刷弹簧有无打火痕迹，如有上述现象，则须仔细检查换向器的表面。若换向器正常，可更换新电刷，过一个月后再次检查;如还发生上述现象，则要考虑电机的工作条件是否过分恶劣造成电机本身故障。装新电刷前，要用不含金属粉末和水分的清洁压缩空气清理电刷孔，一定要吹净粘在孔壁上的电刷粉末。如果难以吹净，可用螺丝刀等工具协助清理，直至孔壁全部干净为止。但要注意避免螺丝刀尖损伤换向器表面及孔壁。最后，装入新电刷，拧紧刷盖，并使伺服电机空运行跑合一段时间，使新电刷表面与换向器相吻合。
　　
　　6、注意密闭数控柜门。一般情况下应避免随意打开数控柜门，尤其是长期敞门运行。应及时清理空气过滤器。而决不可用敞开柜门的方法来散热，否则是得不偿失的。因为车间内的空气中漂浮有大量灰尘、油雾和金属粉末等，这些杂物落在印制电路板和电子组件上，易造成元器件绝缘电阻下降而出现故障，甚至使元器件及印制电路板损坏报废。尤其对于将主轴控制系统安装在强电柜中的数控机床，如强电柜门未关严或密封不良，还易造成电器元件的损坏使主轴控制失灵。
　　
　　7、定期清扫冷却装置，加强散热效果。一些伺服电机或主轴电机在机壳上设有强制冷却装置，如果冷却装置的保护网或散热片很脏，影响空气的流通，必然降低冷却能力，会因热损耗而产生故障。因此应定期清扫这些冷却装置，具体方法是：若因保护网积尘过多而妨碍通风，可将其取下进行清扫;当散热片积尘很多时，可用压缩空气吹净，或用细棒等深入散热片中间将灰尘扫除。但操作时应小心，不要将散热片挤压变形，重叠在一起，以免影响散热效果。上述的清扫周期一般为每半年一次，也可根据具体情况适当缩短。
　　
　　8、对于长期不用的数控机床，应经常给数控系统通电，在机床锁住不动的情况下使其空运行。在空气湿变较大的南方梅雨季节更应每天通电，利用电器元器件自身发出的热量驱除数控柜内的潮气。以保证电路性能的稳定可靠。实践证明，停置不用的机床经过黄梅天后，往往容易发生各类故障。如果数控机床闲置半年以上，应将直流伺服电机的电刷取出，以免由于化学作用使换向器表面受到腐蚀，换向性能变坏，甚至损坏电机。
　　
　　9、对于机床上频繁运动的部件，无论从机械上还是从控制驱动上，都应作为重点定期检查。如在数控机床上为了保证机床工作的可靠性，采用了很多限制运动位置的行程开关。而这些行程开关的可靠性直接影响着整机的工作可靠性。此外机床上的自动换刀装置机械和电气结构都比较复杂，是容易发生故障的地方，所以应经常检查控制刀库选刀与定位状况的电气系统、检测机械手运行位置的行程开关的工作状况，以确保机床能正常运行。
　　
　　任何一台数控机床经过长期的运行以后都必然会出现磨损与故障，但是延长元器件的工作寿命，延长机床部件的磨损周期，预防意外恶性事故的发生，争取机床能长时间可靠工作，是日常对机床进行预防性维护和保养的宗旨。一般机床使用说明书均有对维护检查的具体要求，应严格按照规定进行操作。