Опыт и практика управления и технического обслуживания цифрового оборудования для сверления глубоких отверстий

Thread Content

I. Управление станками с ЧПУ
1. Модели управления станками с ЧПУ
Уровень использования станков с ЧПУ напрямую влияет на производительность и экономическую эффективность предприятия, а способы управления в свою очередь определяют то, как используются эти станки. Следовательно, управление станками с ЧПУ имеет огромное значение. В начальный период использования числового программного управления, когда таких устройств было мало, их типы были однородными, а они находились в одной-двух организациях, соответствующие организации разработали собственную замкнутую систему управления, использования и ремонта числовых программных устройств. С развитием производства все больше оборудования становится управляемым с помощью цифровых технологий, из-за чего такое оборудование трудно сосредотачивать в одном месте. Во многих производственных цехах уже имеется такое оборудование. Поэтому вышеописанный модель управления становится не применимым. Если применять вышеуказанный подход, каждому подразделению придётся создавать собственные службы технического обслуживания и персонал, что неизбежно приведёт к огромной трате рабочей силы, ресурсов и финансовых средств. К тому же реальные условия такое не позволяют. Поэтому в настоящее время мы применяем современную модель управления, при которой использование станков с числовым программным управлением и процессы обработки с их помощью находятся в ведении цехов, а управление и техническое обслуживание — в ведении отдела механизации. 2. Базовый и технический управление станками с ЧПУ имеет важное значение для предприятий. Наличие станков с ЧПУ является показателем мощи предприятия. Максимальное использование таких станков способствует повышению эффективности деятельности предприятия. Компании не должны сосредотачиваться только на уровне использования оборудования и его оптимальных характеристиках; им также необходимо уделять внимание его техническому обслуживанию и ремонту. Обслуживание оборудования является ключевым фактором для обеспечения его нормальной работы в долгосрочной перспективе, поскольку оно напрямую влияет на способность числового оборудования функционировать без сбоев. Для поддержания надлежащего технического состояния оборудования и обеспечения его полноценного использования в рамках управления основными ресурсами оборудования и технического обслуживания мы сосредоточились на следующих аспектах: ① Создание специализированных служб по ремонту – центров по ремонту числового оборудования, которые отвечают за управление и ремонт всего числового оборудования на предприятии. Они состоят из опытных старших техников, а также инженеров-механиков и электриков, обладающих глубокими профессиональными знаниями, ответственностью и определенными практическими навыками. В организациях, использующих числовое программное управление, назначаются специалисты по техническому обслуживанию оборудования, которые отвечают за ежедневное обслуживание такого оборудования. ②Необходимо разработать и совершенствовать правила и регламенты, учитывающие особенности числовых программных контроллеров. Постепенно следует ввести соответствующие системы управления: правила управления числовым оборудованием, инструкции по безопасной эксплуатации такого оборудования, правила его использования, процедуры технического обслуживания, методы управления техническим состоянием оборудования, правила его ремонта, а также определить полномочия специалистов, занимающихся электрическим и механическим ремонтом оборудования. Таким образом можно сделать управление оборудованием более стандартизированным и систематизированным. ③Создание полноценных архивов технического обслуживания: необходимо вести записи о обслуживании числовых контрольных устройств, а также записи о сменах персонала. Необходимо подробно фиксировать информацию о работе этих устройств и о возникающих сбоях. Особое внимание следует уделить времени возникновения сбоев, месту их происхождения, причинам, способам устранения сбоев и процессу их устранения. Все это должно быть тщательно задокументировано и сохранено в архивах, чтобы в будущем это могло служить основой для правильной эксплуатации и технического обслуживания устройств. ④Создание базы данных для управления: необходимо создать базу данных о станках с числовым программным управлением, в которой будут подробно описаны основные характеристики таких станков. Также должны быть предоставлены базовые данные об их производительности. Это позволит использовать эти данные в качестве основы для управления станками, их применения в производстве, настройки и ремонта в будущем. ⑤Усиление процедуры приемки числового оборудования. Для обеспечения качества нового оборудования мы усилили работу по его установке, настройке и приемке, особенно в части самой процедуры приемки. Были введены строгие меры контроля: проводится проверка каждого пункта в соответствии с условиями контракта, техническими соглашениями, международными и национальными стандартами, а также требованиями, изложенными в инструкциях по приемке. Проверка включает в себя предварительную проверку при выходе продукции с завода (контроль качества сборки на производственном предприятии), проверку упаковки перед распаковкой оборудования, а также проверку внешнего вида и количества комплектующих после распаковки. Необходимо тщательно проверить все сопутствующие документы: руководства по использованию, руководства по техническому обслуживанию, инструкции к принадлежностям, системное программное обеспечение и соответствующие инструкции, а также хранить их должным образом. Особое внимание следует уделить созданию резервной копии системного программного обеспечения. Таким образом, это облегчает разработку дополнительных функций оборудования в будущем, а также техническое обслуживание и ремонт станков. После настройки станка для обработки данные параметров станка передаются через интерфейс RS232 в качестве резервного варианта. Чтобы избежать потери файлов станка (параметров). После установки и настройки необходимо провести следующую проверку: геометрическая точность, точность позиционирования и точность повторного позиционирования, функции ЧПУ, безопасность и уровень шума, обработка стандартных деталей, изделия, специфицированные заказчиком, режимы резки станка, надежность станка и т. д. В процессе приемки претензии к качеству должны подкрепляться фактическими доказательствами; необходимо строго контролировать показатели, касающиеся важных характеристик и точности станков, и тщательно их проверять. Например, наш завод приобрел немецкий обрабатывающий центр. При проверке точности было обнаружено, что точность позиционирования по всем пяти координатам превышала допустимые значения. После открытия программы управления станком выяснилось, что при выпуске станка не производилась коррекция ошибок точности позиционирования. Перед фактами производитель не мог отрицать это. В итоге они дважды присылали своих специалистов, которые смогли скорректировать точность координат и привести её к установленным параметрам. ⑥Необходимо укреплять кадры, занимающиеся техническим обслуживанием. Числовое программное управление представляет собой высокотехнологичный продукт, сочетающий в себе элементы электроники, гидравлики (пневматики) и оптики. Такие устройства требуют высокого уровня технических навыков для их эксплуатации и ремонта. Поэтому необходимо создать квалифицированную команду техников для обслуживания оборудования. Мы используем различные формы обучения. Во-первых, в процессе установки и наладки оборудования производители проводят для операторов, ремонтников, программистов и руководителей практическое обучение на месте. Во-вторых, мы организуем поездки за пределы компании, приглашаем специалистов извне для обучения, а также проводим экскурсии и практические занятия. В-третьих, мы организуем внутренние учебные курсы, чтобы сотрудники как можно скорее овладели навыками эксплуатации и технического обслуживания оборудования. ⑦Создание сети взаимодействия для оборудования с ЧПУ затруднено тем, что такое оборудование крайне разнообразно, а его аппаратное и программное обеспечение отличаются друг от друга, что создает множество проблем при техническом обслуживании. Для этого мы наладили дружеские отношения с организациями, использующими аналогичное оборудование с ЧПУ, регулярно обмениваемся опытом в области управления и технического обслуживания, а также информацией, что способствует более эффективному использованию станков с ЧПУ. II. Профилактическое обслуживание числового оборудования. Как следует из названия, профилактическое обслуживание предполагает необходимость устранения тех факторов, которые могут привести к поломкам оборудования или затруднить их устранение после возникновения неисправностей, ещё до того, как они произойдут. Как правило, это должно включать: выбор оборудования, правильное использование оборудования и плановую проверку во время его эксплуатации. ①С точки зрения технического обслуживания, при выборе числового оборудования в процессе исследования вариантов необходимо учитывать не только параметры его работоспособности, но и показатели, связанные с возможностью его ремонта. К таким показателям относятся уровень совершенства оборудования, его надежность и технические характеристики, связанные с возможностью его ремонта. Прогрессивность означает, что оборудование должно обладать технологиями, соответствующими уровню развития современности; надежность – это среднее время безотказной работы оборудования, средний уровень неисправностей, а также то, прошло ли оборудование проверку качества у авторитетных организаций; возможность ремонта подразумевает наличие удобных условий для ремонта, наличие достаточного количества запасных частей на рынке, наличие полной технической документации для ремонта, качественное послепродажное обслуживание, наличие необходимых навыков для ремонта, а также разумное соотношение между характеристиками оборудования и его ценой. Здесь особое внимание следует уделить полноте чертежной документации, резервным дискам системы, программному обеспечению PLC, программному обеспечению для передачи данных, средствам передачи информации, командам управления и т. д. Ничего из этого не должно отсутствовать. Техническое обучение пользователей не может быть формальностью; все это должно быть четко указано в контракте на поставку и строго соблюдаться, в противном случае это приведет к проблемам в будущей работе. Кроме того, если нет особых обстоятельств, по возможности следует выбирать числовые управляющие системы из одной и той же серии от одного и того же производителя, так как это упрощает ситуацию с запасными частями, чертежами и документацией. Программирование и управление имеют свои преимущества, а также способствуют управлению оборудованием и его ремонту. ②Необходимо соблюдать правила правильного использования оборудования. Правильное использование числового программного управления является ключом к снижению количества неисправностей оборудования и увеличению срока его службы. Это играет важную роль в процедуре превентивного технического обслуживания. Согласно статистике, треть неисправностей возникает из-за человеческого фактора. Кроме того, обычное техническое обслуживание (заливка масла, очистка, проверка и т. д.) выполняется операторами. Решением является усиление внимания к управлению оборудованием, его использованию и обслуживанию, а также повышение квалификации операторов, чтобы они могли как можно скорее овладеть особенностями работы станков. Необходимо также строго соблюдать правила эксплуатации и технического обслуживания оборудования, чтобы оно работало в оптимальных условиях. ③Необходимо проводить регулярные проверки оборудования в процессе его эксплуатации. Учитывая высокий уровень совершенства, сложности и интеллектуальных функций числового программного управления, обслуживание такого оборудования требует гораздо больше усилий и имеет более строгие требования по сравнению с обычным оборудованием. Специалисты по техническому обслуживанию должны регулярно проводить проверки: контролировать работу вентиляторов в системах CNC, проверять, не нагреваются ли шкафы и двигатели, нет ли странных звуков или запахов, соответствует ли показание манометра нормам, нет ли утечек в различных трубопроводах и соединениях, а также оценивать состояние смазки. Таким образом можно профилактиковать возникновение неисправностей и аварий. При обнаружении каких-либо аномалий необходимо незамедлительно принять меры. Только так можно предотвратить возникновение проблем на ранней стадии, что позволит сократить все возможные убытки. III. Примеры ремонта числового программного управления
1. Диагностика неисправностей в системе числового программного управления
① Автодиагностика системы
Как правило, у всех систем CNC имеется довольно совершенная система автодиагностики. Будь то системы Fanuc или Siemens, во время инициализации при включении питания или в процессе работы они могут выполнять ограниченную автодиагностику собственных компонентов или интерфейсов. Специалисты по техническому обслуживанию должны быть знакомы с различными сообщениями об ошибках, генерируемыми системой автодиагностики. Провести анализ согласно инструкции для определения объема неисправности. Определение неисправного компонента: в случае импортных числовых управляющих систем обычно можно определить его только на уровне платы. ②Программные сбои в системе числового управления. Программные сбои в системе числового управления – это сбои в системном программном обеспечении и программах PLC контрольной системы. В некоторых системах они хранятся в EPROM, встроенном в материнскую плату, а в других — на жестком диске. Как только в этих программах возникают проблемы, система попадает в состояние полного или частичного сбоя. Когда становится ясно, что причина кроется в неисправности программы, следует использовать запасные программы или запасные EPROM-чипы. После этого необходимо строго соблюдать инструкции по инициализации и провести тестовую работу. При наличии резервных файлов восстановление таких сбоев, как правило, не представляет сложности. Сложность заключается в том, что невозможно восстановить данные из-за неполноценного программного обеспечения для резервного копирования, отсутствия специального оборудования для передачи данных, либо из-за наличия паролей, установленных производителем для защиты. ③Для выявления неисправностей в интерфейсе станка и системы CNC используется программа PLC. В настоящее время во всех системах управления CNC имеются контроллеры PLC; чаще всего это встроенные контроллеры PLC. Персонал по ремонту должен анализировать электрические цепи управления станком на основе лестничной диаграммы; состояние входов/выходов системы ЧПУ можно наглядно увидеть на экране CRT. Благодаря логическому анализу программы PLC можно легко определить место нахождения неисправности. Например, страница самодиагностики в системе FANUC One OT, команда T в системе FANUC One 7M и т. д. 2. Шаги по устранению неисправностей: ① Опрос оператора о причинах возникновения неисправности. После возникновения неисправности ремонтному персоналу не следует спешить с действиями; необходимо внимательно выяснить, в каком рабочем состоянии находился станок в момент возникновения неисправности, каковы её проявления и последствия, а также не было ли это результатом неправильных действий оператора. Возможно ли воспроизведение проблемы и т. д. ②При проверке поверхности и основных элементов питания основное внимание уделяется наличию каких-либо аномалий в оборудовании, таких как механическое заедание ленточного конвейера, повреждение двигателей, перегорание предохранителей и т. д. Сначала проверьте, работает ли источник питания AC\DC, чтобы как можно больше сузить область неисправности. ③Анализируются чертежи для определения места неисправности. На основе схемы PLC проводится анализ с целью выяснения, связана ли неисправность с механическими, электрическими, гидравлическими или пневматическими проблемами. ④Расширяйте рамки мышления. Согласно анализу опыта, необходимо расширять горизонты мышления, не ограничиваясь информацией из инструкций по ремонту. Руководства по ремонту предоставляют лишь один подход; иногда он бывает крайне ограниченным. Например, на одном из станков с ЧПУ марки FANUC OT в нашем заводе после включения оборудования на экране CRT не появлялось изображения, а индикаторы ошибок на блоке питания светились. Согласно руководству по ремонту, было выявлено, что сопротивление между положительным полюсом и землей в цепи питания 24EDC, которая используется как для CRT, так и для интерфейсов I/O, составляло всего 1–2 Ом, тогда как для подобных устройств требуется сопротивление 155 Ом. Согласно инструкции, такие неисправности обычно связаны с материнской платой, поэтому станок необходимо отправлять в производителя для ремонта. Однако мы решили попробовать другой подход: сначала мы отсоединили разъем кабеля Ml8, но проблема осталась. Затем мы отсоединили разъем C-Sl4 — при этом была обнаружена короткое замыкание. После устранения этой проблемы станок снова начал работать нормально. 3. Примеры устранения неисправностей ① На нашем станке с ЧПУ XH716 используется система FANUC-OM. Однажды возникла ошибка кода 408; оказалось, что речь идет об ошибке в сервосистеме – информация об обратной связи поступала некорректно. При проверке было установлено, что сигнальные кабели в порядке. Однако при подключении привода не поступало напряжение +5 В на пульс-кодировщик. Была проверена работа блока питания +5 В в самой сервосистеме – он функционировал нормально. Тогда была выдвинута версия о плохом контакте между разъемом кабеля и соответствующим разъемом на сервосистеме. После устранения этой проблемы станок снова начал работать нормально. У этой станки во время обработки часто возникает сигнал о перегрузке, номер сигнала — 434. Причиной является чрезмерный ток в двигателе оси: двигатель нагревается. Сигнал исчезает примерно на 40 минут, после чего станок снова начинает работать, и снова появляется аналогичный сигнал. По результатам проверки и анализа было установлено, что в электрической сервосистеме нет неисправностей; предполагается, что причиной является чрезмерная нагрузка, которая не позволяет системе нормально функционировать. Чтобы отличить, не возникает ли снова электрический сбой. Таким образом, было установлено, что причиной является чрезмерная затяжка механического винта или движущихся элементов. После регулировки гайки против ослабления винта оси эффекта не было, затем была отрегулирована угловая штифтовка направляющей оси, и нагрузка на станок значительно снизилась, тем самым неисправность была устранена. ②Фрезерный станок FAUNC 17M с ЧПУ и 4 осями: после включения возникали сигналы тревоги 05 и 07. При дальнейшей проверке было обнаружено, что положение оси B находится вне допустимых пределов. По результатам анализа выяснилось, что проблема заключается в элементах системы обратной связи, отвечающих за определение положения. При проверке платы управления положением в устройстве 7M был обнаружен разрыв в цепи интегрированного фильтра, из-за чего прерывалась передача информации об положении. После замены фильтра станок снова начал нормально работать. ③Наш завод самостоятельно модернизировал числовой токарный станок C6140A; системой управления является HUST производства Тайваня. После включения станка невозможно найти нулевую точку. По результатам анализа было установлено, что принцип сброса в нуль заключается в следующем: в процессе сброса после включения переключателя для установки значения в нуль скорость движения снижается; при движении в обратном направлении необходимо найти нулевой импульс от кодировщика импульсов, после чего движение должно прекратиться. Все предыдущие действия выполнялись корректно, однако при возвращении с уменьшенной скоростью нулевую точку не удавалось найти. Предполагается, что либо у кодировщика импульсов отсутствует нулевой импульс, либо повреждена соответствующая проводка. После замены кодировщика импульсов станок снова начал работать нормально. ④Планшетный станок обработки SAJO HMC 630-P; система управления — Siemens 840C. После первого запуска ось B не может двигаться. При проверке выяснилось, что электромагнитный клапан оси B функционирует нормально, однако PLC показывает, что ось B не ослаблена. Было установлено, что с предохранителем давления есть проблема. После его демонтажа и проверки выяснилось, что контакты предохранителя повреждены. После замены предохранителя давления неисправность была устранена. IV. Некоторые соображения по вопросам управления и ремонта числовых контрольных устройств 1. Числовые контрольные устройства являются высокотехнологичным оборудованием для механической обработки; они объединяют в себе знания из таких областей, как машиностроение, электроника и информатика. Поэтому требования к профессиональному управлению таким оборудованием становятся все более строгими. Основные проблемы, связанные с числовыми контрольными устройствами, можно свести к следующему: управление, ремонт и совершенствование. А именно: необходимо применять научные методы управления для максимального использования потенциала числовых контрольных устройств. Следует усилить команды по техническому обслуживанию, сформировав специализированные группы в области механики, электрики, энергетики, а также программного и аппаратного обеспечения компьютеров. Необходимо повысить теоретический и технический уровень сотрудников, ответственных за обслуживание, особенно их способность распознавать неисправности и устранять их. Также важно повысить технический уровень операторов и программистов. 2. Ремонт оборудования с числовым управлением представляет собой весьма сложную и технологически насыщенную работу. Поскольку такое оборудование сильно отличается от обычного, к специалистам, занимающимся его ремонтом, предъявляются очень высокие требования к уровню квалификации. Им необходимо разбираться не только в электрических системах, но также иметь знания в области механики, гидравлики, оптики и т. д. Ведь оборудование с числовым управлением является комплексом механических и электронных элементов. Например, устройства для числового формообразования содержат датчики, устройства преобразования сигналов A/D, а также механические элементы для перемещения. Чтобы справиться с этой работой, необходимы широкие знания. Основными требованиями являются тщательность, ответственность, смелость и высокий профессиональный уровень. Управление с помощью числового программного управления представляет собой очень сложную комплексную инженерную дисциплину, которая требует наличия современного оборудования, качественного технического обслуживания, а также научного подхода к управлению оборудованием. На протяжении многих лет, исходя из особенностей нашего оборудования с ЧПУ и нашего опыта работы с ним, мы будем продолжать искать новые способы управления таким оборудованием, чтобы оно могло лучше служить целям научных исследований и производства.