Výzkum v oblasti řízení údržby a údržby CNC obráběcích center
Abstrakt: Tento článek podrobně rozebírá důležitost řízení údržby a údržby CNC obráběcích center a hloubkově analyzuje obsah řízení údržby u CNC obráběcích center a běžných obráběcích strojů, včetně systému přidělování specifických pracovníků k obsluze, údržbě a zastávání určitých pozic, školení pracovníků, systémů inspekce a údržby atd. Zároveň zdůrazňuje jedinečný obsah řízení údržby CNC obráběcích center, jako je racionální výběr metod údržby, zřizování profesionálních organizací údržby a sítí pro spolupráci v oblasti údržby a komplexní řízení inspekcí. Poskytuje také podrobný popis specifických bodů údržby na denní, pololetní, roční a nepravidelné bázi s cílem poskytnout komplexní pokyny k řízení údržby a údržbě pro efektivní a stabilní provoz CNC obráběcích center.
I. Úvod
CNC obráběcí centra, klíčové zařízení v moderním výrobním průmyslu, integrují multidisciplinární technologie, jako jsou stroje, elektřina, hydraulika a numerické řízení, a disponují pozoruhodnými vlastnostmi, jako je vysoká přesnost, vysoká účinnost a vysoký stupeň automatizace. Jsou široce používána v mnoha oblastech, jako je letecký a kosmický průmysl, automobilový průmysl a zpracování forem, a hrají rozhodující roli v kvalitě výrobků a efektivitě výroby. CNC obráběcí centra však mají složité struktury a vysoký technologický obsah. Jakmile dojde k poruše, povede to nejen k zastavení výroby a způsobí obrovské ekonomické ztráty, ale může to také ovlivnit kvalitu výrobků a reputaci společnosti. Proto je vědecké a efektivní řízení údržby a údržba pro CNC obráběcí centra zásadní.
II. Stejný obsah v řízení údržby u CNC obráběcích center a běžných obráběcích strojů
(I) Systém přidělování konkrétního personálu k provozu, udržování a zastávání určitých pozic
Během používání zařízení je nutné striktně dodržovat systém přidělování konkrétních pracovníků k obsluze, údržbě a zastávání určitých pozic. Tento systém objasňuje operátory a údržbářský personál každého zařízení a jejich odpovídající pracovní pozice a rozsah odpovědností. Přidělením odpovědnosti za používání a údržbu zařízení konkrétním osobám lze zvýšit obeznámenost a smysl pro odpovědnost operátorů a údržbářského personálu vůči zařízení. Operátoři mohou lépe pochopit provozní charakteristiky a jemné změny zařízení během dlouhodobého používání stejného zařízení a včas odhalit abnormální situace. Údržbářský personál může také hlouběji porozumět struktuře a výkonu zařízení, provádět údržbu a odstraňování problémů přesněji, čímž se zlepšuje efektivita využití a stabilita zařízení a snižují se problémy, jako je nesprávný provoz zařízení a nedostatečná údržba způsobená častými změnami personálu nebo nejasnými odpovědnostmi.
(II) Pracovní školení a zákaz neoprávněného provozu
Provádění komplexního školení práce je základem pro zajištění normálního provozu zařízení. Obsluha a údržbářský personál CNC obráběcích center i běžných obráběcích strojů musí absolvovat systematické školení, včetně specifikací obsluhy zařízení, bezpečnostních opatření, základních znalostí údržby atd. Neoprávněná obsluha je přísně zakázána. Zařízení smí obsluhovat pouze personál, který absolvoval odborné školení a složil zkoušku. Neoprávněný personál kvůli nedostatku potřebných znalostí a dovedností v obsluze zařízení s velkou pravděpodobností způsobí poruchy zařízení nebo dokonce bezpečnostní nehody v důsledku nesprávné obsluhy během provozního procesu. Například ti, kteří nejsou obeznámeni s funkcemi ovládacího panelu obráběcího stroje, mohou nesprávně nastavit parametry obrábění, což vede ke kolizím mezi řeznými nástroji a obrobky, poškození klíčových součástí zařízení, ovlivnění přesnosti a životnosti zařízení a také ohrožení bezpečnosti samotných obsluh.
(III) Kontrola zařízení a pravidelné, odstupňované systémy údržby
Přísné zavedení systému kontroly zařízení je důležitým prostředkem k rychlému odhalení potenciálních problémů se zařízením. Jak CNC obráběcí centra, tak i běžné obráběcí stroje musí provádět komplexní kontroly zařízení v souladu se stanovenými inspekčními cykly a obsahem. Obsah kontroly zahrnuje všechny aspekty zařízení, jako jsou mechanické komponenty, elektrické systémy a hydraulické systémy, včetně kontroly stavu mazání vodicích lišt obráběcího stroje, těsnosti spojů převodových komponent a uvolnění spojů elektrických obvodů atd. Pravidelnými kontrolami lze včas odhalit abnormální příznaky před vznikem poruch zařízení a přijmout odpovídající opatření k opravě, aby se zabránilo jejich rozšíření.
Systémy pravidelné a stupňovité údržby jsou formulovány z hlediska celkové údržby zařízení. Na základě doby používání a provozních podmínek zařízení se vyvíjejí různé úrovně plánů údržby. Pravidelná údržba zahrnuje práce, jako je čištění, mazání, seřizování a utahování zařízení, aby se udrželo jeho dobré provozní stav. Stupňovitá údržba určuje různé úrovně standardů a požadavků na údržbu podle důležitosti a složitosti zařízení, aby se zajistilo, že klíčová zařízení dostávají jemnější a komplexnější údržbu. Například u skříně vřetena běžného obráběcího stroje je během pravidelné údržby nutné kontrolovat kvalitu a množství mazacího oleje a čistit filtry. Během stupňovité údržby může být nutné kontrolovat a seřizovat předpětí ložisek vřetena, aby se zajistila přesnost otáčení a stabilita vřetena.
(IV) Správa záznamů o údržbě a archivů
Zavedení systému karet přidělování úkolů pro personál údržby a pečlivé zaznamenávání podrobných informací, jako jsou jevy, příčiny a procesy údržby poruch, a vytvoření kompletních archivů údržby má velký význam pro dlouhodobou správu zařízení. Záznamy o údržbě mohou poskytnout cenné referenční materiály pro následnou údržbu zařízení a řešení problémů. Pokud se na zařízení znovu vyskytnou podobné poruchy, personál údržby může na základě archivů údržby rychle pochopit předchozí metody řešení poruch a informace o vyměněných dílech, čímž se zlepší efektivita údržby a zkrátí doba údržby. Archivy údržby zároveň pomáhají analyzovat vzorce poruch a spolehlivost zařízení a poskytují základ pro formulování rozumných plánů obnovy a vylepšení zařízení. Například analýzou archivů údržby určitého obráběcího stroje se zjistí, že určitá součást v jeho elektrickém systému často selhává po určité době provozu. Poté lze zvážit předběžnou výměnu této součásti nebo optimalizaci návrhu elektrického systému pro zvýšení spolehlivosti zařízení.
(V) Síť pro spolupráci v oblasti údržby a systém expertní diagnostiky
Vytvoření sítě pro spolupráci v oblasti údržby a provádění práce expertního diagnostického systému má pozitivní vliv na zlepšení úrovně údržby zařízení a řešení složitých poruch. V rámci podniku mají různí pracovníci údržby různé odborné dovednosti a zkušenosti. Prostřednictvím sítě pro spolupráci v oblasti údržby lze realizovat technickou výměnu a sdílení zdrojů. Při výskytu složitých poruch mohou pracovníci sdílet své znalosti a společně hledat řešení. Expertní diagnostický systém provádí inteligentní diagnózy poruch zařízení s pomocí počítačové technologie a znalostní báze expertních zkušeností. Například zadáním běžných jevů poruch, příčin a řešení CNC obráběcích center do expertního diagnostického systému může systém v případě poruchy zařízení poskytnout možné příčiny poruch a návrhy údržby na základě vstupních informací o poruše, což poskytuje účinnou technickou podporu personálu údržby. Zejména některým pracovníkům údržby s nedostatečnými zkušenostmi může pomoci rychleji lokalizovat a řešit poruchy.
III. Důraz na údržbu CNC obráběcích center
(I) Racionální výběr metod údržby
Metody údržby CNC obráběcích center zahrnují korektivní údržbu, preventivní údržbu, korektivní a preventivní údržbu, prediktivní nebo údržbu založenou na stavu a preventivní údržbu atd. Racionální výběr metod údržby musí komplexně zohlednit různé faktory. Korekční údržba znamená provádění údržby po poruše zařízení. Tato metoda je použitelná pro některá nekritická zařízení nebo v situacích, kdy jsou důsledky poruch malé a náklady na údržbu nízké. Například při poruše některého pomocného osvětlovacího zařízení nebo nekritických chladicích ventilátorů CNC obráběcího centra lze použít metodu korektivní údržby. Po poškození je lze včas vyměnit a nebude to mít významný vliv na výrobu.
Preventivní údržba spočívá v provádění údržby zařízení podle předem stanoveného cyklu a obsahu, aby se zabránilo vzniku poruch. Tato metoda je použitelná v situacích, kdy poruchy zařízení mají zjevnou časovou periodicitu nebo vzorce opotřebení. Například ložiska vřetena CNC obráběcího centra lze pravidelně vyměňovat nebo udržovat podle jejich životnosti a doby chodu, což může účinně zabránit poklesu přesnosti vřetena a poruchám způsobeným opotřebením ložisek.
Nápravná a preventivní údržba má za cíl vylepšit zařízení během procesu údržby za účelem zvýšení jeho výkonu nebo spolehlivosti. Například pokud se zjistí, že v konstrukčním návrhu CNC obráběcího centra existují nepřiměřené aspekty, které vedou k nestabilní přesnosti obrábění nebo častým poruchám, lze konstrukci během údržby optimalizovat a renovovat, aby se zlepšil celkový výkon zařízení.
Prediktivní neboli údržba založená na stavu spočívá v monitorování provozního stavu zařízení v reálném čase pomocí pokročilých monitorovacích technologií, předpovídání možných poruch zařízení na základě monitorovacích dat a provádění údržby dříve, než k poruchám dojde. Tato metoda je obzvláště důležitá pro klíčové komponenty a systémy CNC obráběcích center. Například pomocí technologií, jako je analýza vibrací, monitorování teploty a analýza oleje, k monitorování vřetenového systému, lze v případě zjištění abnormálního zvýšení hodnoty vibrací nebo příliš vysoké teploty oleje včas zkontrolovat a udržovat vřeteno, aby se zabránilo vážnému poškození vřetena a zajistil se vysoce přesný provoz obráběcího centra. Preventivní údržba zohledňuje udržovatelnost zařízení od fáze návrhu a výroby, aby se usnadnila údržba zařízení v následném procesu používání. Při výběru CNC obráběcího centra je třeba věnovat pozornost jeho preventivní údržbě, jako je modulární konstrukce komponentů a konstrukcí, které lze snadno demontovat a instalovat. Při hodnocení metod údržby je třeba provést komplexní posouzení z hlediska nákladů na opravy, ztrát z důvodu zastavení výroby, práce organizace údržby a dopadů oprav. Například u CNC obráběcího centra s vysokou hodnotou a náročnou výrobní úlohou, ačkoli investice do monitorovacího zařízení a technologií pro prediktivní údržbu jsou relativně vysoké, ve srovnání s dlouhodobými ztrátami z přerušení výroby způsobenými náhlými poruchami zařízení se tato investice vyplatí. Může efektivně zkrátit prostoje zařízení, zlepšit efektivitu výroby a zajistit cyklus dodávek produktu.
(II) Zřízení profesionálních organizací údržby a sítí pro spolupráci v oblasti údržby
Vzhledem ke složitosti a pokročilé technologii CNC obráběcích center je klíčem k zajištění jejich normálního provozu zřízení profesionálních organizací údržby. Profesionální organizace údržby by měly být vybaveny personálem údržby, který má odborné znalosti a dovednosti v mnoha oblastech, jako jsou stroje, elektřina a numerické řízení. Tito pracovníci by měli být nejen obeznámeni s hardwarovou strukturou CNC obráběcích center, ale měli by také ovládat programování, ladění a technologie diagnostiky poruch jejich systémů numerického řízení. Interní organizace údržby by měly mít kompletní nástroje pro údržbu a testovací zařízení, jako jsou vysoce přesné měřicí nástroje, elektrické testovací přístroje a diagnostické přístroje systémů numerického řízení, aby splňovaly potřeby údržby různých typů poruch.
Mezitím může vytvoření sítě pro spolupráci v oblasti údržby dále zvýšit schopnost údržby a efektivitu využití zdrojů. Síť pro spolupráci v oblasti údržby může zahrnovat výrobce zařízení, profesionální servisní společnosti a údržbářská oddělení jiných podniků v oboru. Navázáním úzké spolupráce s výrobci zařízení je možné včas získat technické materiály, manuály pro údržbu a nejnovější informace o aktualizacích softwaru zařízení. V případě závažných poruch nebo složitých problémů lze získat vzdálené poradenství nebo podporu na místě od technických odborníků výrobců. Spoluprácí s profesionálními servisními společnostmi, pokud vlastní údržbářské síly podniku nejsou dostatečné, lze využít externí odbornou sílu k rychlému řešení poruch zařízení. Spolupráce v oblasti údržby mezi podniky v oboru může vést ke sdílení zkušeností a zdrojů v oblasti údržby. Například když podnik nashromáždí cenné zkušenosti s opravou speciální poruchy určitého modelu CNC obráběcího centra, může tyto zkušenosti sdílet s dalšími podniky prostřednictvím sítě pro spolupráci v oblasti údržby, čímž se zabrání opakování průzkumu ze strany jiných podniků při setkávání se se stejným problémem a zlepší se úroveň údržby v celém odvětví.
(III) Řízení inspekcí
Správa inspekcí CNC obráběcích center provádí komplexní řízení zařízení z hlediska pevných bodů, pevných časů, pevných norem, pevných položek, pevného personálu, pevných metod, inspekce, zaznamenávání, manipulace a analýzy dle příslušných dokumentů.
Pevné body se vztahují k určení částí zařízení, které je třeba zkontrolovat, jako jsou vodicí lišty, vodicí šrouby, vřetena a elektrické rozvaděče obráběcího stroje, což jsou klíčové součásti. Tyto součásti jsou během provozu zařízení náchylné k problémům, jako je opotřebení, uvolnění a přehřátí. Abnormality lze včas odhalit pomocí kontrol v pevných bodech. Pevné normy slouží ke stanovení normálních standardních hodnot nebo rozsahů pro každý kontrolní bod. Například přesnost otáčení vřetena, přímost vodicích lišt a rozsah tlaku hydraulického systému. Během kontroly se skutečně naměřené hodnoty porovnávají se standardními hodnotami, aby se posoudilo, zda je zařízení normální. Pevné časy slouží k upřesnění kontrolního cyklu každé kontrolované položky, který je určen podle faktorů, jako je doba chodu, intenzita práce a vzorce opotřebení součástí, například kontrolované položky s různými cykly, jako je denní, týdenní a měsíční. Pevné položky stanoví specifický obsah kontroly, jako je kontrola stability otáček vřetena, stav mazání vodicího šroubu a spolehlivost uzemnění elektrického systému. Pro každou kontrolovanou položku je nutné přidělit odpovědné osoby, aby bylo zajištěno provedení kontrolních prací. Pro kontrolní metody je nutné určit metody kontroly, včetně použití detekčních nástrojů, přístrojů a kroků kontroly, jako je například měření přímosti vodicích lišt mikrometrem a měření teploty vřetena infračerveným teploměrem.
Během procesu inspekce provádí inspekční personál inspekce zařízení podle stanovených metod a cyklů a vytvářejí podrobné záznamy. Obsah záznamů zahrnuje informace, jako je doba inspekce, inspekční díly, naměřené hodnoty a jejich normální stav. Úkolem je včas přijmout odpovídající opatření k řešení problémů zjištěných během inspekce, jako je seřízení, utažení, mazání a výměna dílů. Některé drobné abnormality lze řešit okamžitě na místě. U závažnějších problémů je třeba sestavit plán údržby a zajistit provádění údržby profesionálním personálem údržby. Analýza je důležitou součástí řízení inspekcí. Analýzou inspekčních záznamů v určitém časovém období se shrne provozní stav a vzorce poruch zařízení. Pokud se například zjistí, že četnost abnormálních situací v určité části postupně roste, je nutné provést hloubkovou analýzu důvodů. Může to být způsobeno zvýšeným opotřebením součástí nebo změnami v pracovním prostředí zařízení. Poté lze předem přijmout preventivní opatření, jako je úprava parametrů zařízení, zlepšení pracovního prostředí nebo příprava na výměnu dílů.
- Denní kontrola
Denní kontrolu provádějí převážně operátoři obráběcích strojů. Jedná se o kontrolu obecných součástí obráběcího stroje a o manipulaci a kontrolu poruch, ke kterým dochází během provozu obráběcího stroje. Například je nutné každý den kontrolovat ukazatel hladiny oleje a množství oleje v nádrži s mazacím olejem vodicích lišt, aby se zajistilo včasné doplňování mazacího oleje, aby se mazací čerpadlo mohlo pravidelně spouštět a zastavovat, a tím zajistit dobré mazání vodicích lišt a snížit opotřebení. Současně je nutné odstranit třísky a nečistoty z povrchů vodicích lišt os XYZ, zkontrolovat, zda je mazacího oleje dostatek, a zkontrolovat, zda na površích vodicích lišt nejsou škrábance nebo poškození. Pokud se objeví škrábance, je třeba včas přijmout opravná opatření, aby se zabránilo jejich dalšímu zhoršení a ovlivnění přesnosti obráběcího stroje. Zkontrolujte, zda je tlak zdroje stlačeného vzduchu v normálním rozmezí, vyčistěte automatický filtr odlučování vody a automatický sušič vzduchu zdroje vzduchu a neprodleně odstraňte vodu přefiltrovanou filtrem odlučování vody, abyste zajistili normální provoz automatického sušiče vzduchu a zajistili čistý a suchý zdroj vzduchu pro pneumatický systém obráběcího stroje, abyste předešli poruchám pneumatických součástí způsobeným problémy se zdrojem vzduchu. Je také nutné zkontrolovat hladinu oleje v měniči plynu a kapaliny a posilovači. Pokud je hladina oleje nedostatečná, včas olej doplňte. Věnujte pozornost tomu, zda je množství oleje v nádrži s mazacím olejem vřetena s konstantní teplotou dostatečné, a upravte teplotní rozsah tak, abyste zajistili stabilní mazání a vhodnou pracovní teplotu vřetena, abyste zajistili vysoce přesný provoz vřetena. U hydraulického systému obráběcího stroje zkontrolujte, zda se v olejové nádrži a hydraulickém čerpadle nevyskytují abnormální zvuky, zda je ukazatel tlakoměru normální, zda nedochází k netěsnostem v potrubí a spojích a zda je hladina provozního oleje normální, aby byl zajištěn stabilní provoz hydraulického systému, protože hydraulický systém hraje klíčovou roli v činnostech, jako je upínání a výměna nástrojů obráběcího stroje. Zkontrolujte, zda je indikace vyvažovacího tlaku hydraulického vyvažovacího systému normální, a sledujte, zda vyvažovací ventil funguje normálně, když se obráběcí stroj rychle pohybuje, abyste zabránili nevyváženosti pohyblivých částí obráběcího stroje způsobené poruchou vyvažovacího systému, která může ovlivnit přesnost zpracování a bezpečnost zařízení. U vstupních a výstupních jednotek CNC udržujte fotoelektrickou čtečku čistou, zajistěte dobré mazání mechanické konstrukce a normální přenos dat mezi numerickým řídicím systémem a externím zařízením. Dále zkontrolujte zařízení pro odvod tepla a větrání různých elektrických skříní, abyste se ujistili, že chladicí ventilátory každé elektrické skříně fungují normálně a že sítka filtrů vzduchových kanálů nejsou zablokována, aby se zabránilo poškození elektrických součástí způsobenému nadměrnou teplotou uvnitř elektrických skříní. Nakonec zkontrolujte různá ochranná zařízení, jako jsou vodicí lišty a různé ochranné kryty obráběcího stroje, abyste se ujistili, že nejsou uvolněná, aby byla zajištěna bezpečnost provozu obráběcího stroje a aby se zabránilo vniknutí cizích předmětů, jako jsou třísky a chladicí kapalina, do vnitřku obráběcího stroje a poškození zařízení. - Inspekce na plný úvazek
Kontroly na plný úvazek provádí personál údržby na plný úvazek. Zaměřují se především na provádění klíčových kontrol klíčových částí a důležitých komponent obráběcího stroje podle cyklu a na provádění monitorování stavu zařízení a diagnostiky poruch. Personál údržby na plný úvazek musí formulovat podrobné plány kontrol a provádět pravidelné kontroly klíčových komponent, jako jsou kuličkové šrouby, podle plánů. Například každých šest měsíců je třeba vyčistit staré mazivo z kuličkového šroubu a nanést nové mazivo, aby se zajistila přesnost převodu a plynulý chod šroubu. V okruhu hydraulického oleje je třeba každých šest měsíců vyčistit pojistný ventil, redukční ventil, olejový filtr a dno olejové nádrže a vyměnit nebo filtrovat hydraulický olej, aby se zabránilo poruchám hydraulického systému způsobeným kontaminací olejem. Každý rok je třeba zkontrolovat a vyměnit uhlíkové kartáče stejnosměrného servomotoru, zkontrolovat povrch komutátoru, ofoukat uhlíkový prášek, odstranit otřepy, vyměnit příliš krátké uhlíkové kartáče a po záběhu je použít k zajištění normálního provozu a dobré regulace otáček motoru. Vyčistěte hydraulické čerpadlo a olejový filtr, vyčistěte dno nádrže a vyměňte olejový filtr, aby byla zajištěna čistota a normální zásobování mazacím systémem kapalinou. Personál údržby na plný úvazek musí také používat pokročilá detekční zařízení a technologie pro sledování stavu obráběcího stroje. Například k monitorování vřetenového systému používejte přístroje pro analýzu vibrací, analyzujte vibrační spektrum k posouzení provozního stavu a potenciálních poruch vřetena. Používejte technologii analýzy oleje k detekci oleje v hydraulickém systému a mazacím systému vřetena a posuzujte stav opotřebení zařízení a stupeň znečištění oleje podle ukazatelů, jako je obsah kovových částic a změny viskozity v oleji, aby se včas odhalila potenciální rizika poruch a formulovaly odpovídající strategie údržby. Současně provádějte diagnostické záznamy podle výsledků kontrol a monitorování, hloubkově analyzujte výsledky údržby a předkládejte návrhy na zlepšení řízení údržby zařízení, jako je optimalizace inspekčního cyklu, zlepšení metody mazání a zvýšení ochranných opatření pro neustálé zlepšování spolehlivosti a stability zařízení. - Další body pravidelné a nepravidelné údržby
Kromě denních a celodenních kontrol mají CNC obráběcí centra také některé údržbářské body, které se provádějí pololetně, ročně,