提高数控机床维修性的途径

发布时间：2023-04-12

刘斌

摘　要：如何有效提高数控机床的维修质量及效率是数控机床的使用方和研制方共同关注的重要课题。数控机床的固有维修性与数控机床的设计方案有着直接的关系，可以从降低数控机床结构的复杂性、提高数控机床维修的可达性、提高数控机床零部件标准化与互换性程度、采取防差错措施及识别标记、符合人素工程要求等方面提高数控机床的维修性。

关键词：维修性；数控机床；人素工程

除一次性使用的物品外，为了在一定时期内保证物品的正常使用，都或多或少地需要进行保养和修理，这些活动统称为维修活动。在标准中，维修性定义为：产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复其规定状态的能力。传统观念认为维修活动仅与企业里的设备管理人员（含维修人员）相关，它同产品的设计、试验与生产互不相关。实际上，维修性与产品自身设计特性有关，同时与维修资源（含人员）有关，其优劣是在规定的维修资源下评价的。

数控机床作为一种较为复杂的机电一体化产品，其故障类型多种多样，导致故障的原因也不容易发现，即使找出了数控机床的故障原因，也可能存在多种对应的维修方案。数控机床的复杂性决定了数控机床可能产生的故障多种多样，常见的故障有磨损导致的加工精度降低、液压系统的泄漏、异物卡堵导致的机械故障、电气元件的老化、误操作导致的系统参数故障等。数控机床故障的复杂性导致数控机床的可用度偏低、维护及维修费用偏高，本文在研究设备维修理论的基础上，结合数控机床的故障类型和特点，分析并得出影响数控机床维修性的主要因素和提高数控机床维修性的途径。

数控机床的固有维修性与数控机床的设计方案有着直接的关系，若在数控机床设计的过程中重视数控机床维修性设计，数控机床必然能够拥有良好的固有维修性。在数控机床设计时，应尽可能满足以下要求。

一、降低数控机床结构的复杂性

简化数控机床结构，是提高数控机床维修性的关键。在满足数控机床功能要求的情况下，应尽量降低数控机床的复杂程度，对结构较为复杂的数控机床，若不采取对应的措施，必然增加数控机床的维修的次数和难度。因此，数控机床设计人员必须对数控机床结构进行综合权衡，将维修性与可靠性的要求融入复杂的数控机床中，尽量做到操作简单、维修方便，同时降低数控机床的维修技术难度。如从装配人员、维修服务人员和用户服务处反馈情况分析入手，对数控机床进油管路进行调整，降低数控机床进油管路发生堵塞的可能性，这就需要设计人员对数控机床管路结构进行针对性的简化。

二、提高数控机床维修的可达性

所谓的可达性为在进行数控机床维修的过程中，接近数控机床故障维修部位的難易程度，其与数控机床设计构型有直接的关系，成为影响数控机床维修的关键因素之一。提升数控机床的可达性在很大程度上能够增强数控机床维修的便捷性，减少数控机床搬动、拆卸的次数，减少数控机床维修费用，提升数控机床维修效率。科学合理的设置维修通道和维修窗口为提升数控机床维修可达性的重要方法之一。

三、提高数控机床零部件标准化与互换性程度

数控机床零部件的标准化与互换性是影响数控机床维修的直接因素。互换性为不同的零部件在功能与形式上可以相互进行替换。标准化是为了更好地提高数控机床部件的互换性而采用的一种标准化的设计与维修。通过标准化设计提升数控机床零件的组合化、模块化、通用化、系列化。增强数控机床零部件的互换性与标准化不仅能够减少零部件的类型，还可以压缩零部件储存与采购的费用，降低数控机床维修人员工作量，提高数控机床的维修效率。特别是数控机床上常发生故障的部位与一些关键性部位，这些部位的零件必须具有较强的互换性与标准化，如数控机床的液压油过滤网等。

模块化设计为实现数控机床快速更换修理、互换通用的有效途径之一。所谓的模块为从产品中单独分离出来，功能结构较为独立的单元。某机床企业从维修资料和用户调研分析入手，充分考虑数控机床的维修工作要求与使用功能，将机床按照CNC数控系统、尾架、刀架、夹紧机构、进给传动及主轴箱等不同功能分成了十一组功能单元，结构要求与功能要求相同的模块可以进行互换。

四、采取防差错措施及识别标记

采取防差错措施及识别标记主要是为了防止人为维修事故的出现，避免外观区别不大、结构差别较小的零部件在进行更换或维修的过程中出现拆卸或装配错误。必要时应有明显的识别标记，如开关、阀门等标明旋转方向，维修工具放置规范同时注明尺寸标记，对机床的进油管、回油管采用不同的颜色进行区别。防差错设计和识别标志不但可以保证维修人员能够快速的找准维修部位，还可以减少人为错误发生的概率。

五、符合人素工程要求

数控机床设计时应考虑维修时人的各种能力（如体力、感观力、耐受力、心理容量）、人体尺寸等因素与数控机床的关系，考虑如何提高维修工作效率、质量和减轻人员疲劳等方面的问题，这是维修性设计时不可忽视的问题。

除此之外，数控机床的使用情况也会对维修性有一定的影响，若数控机床长时间处于不合理的使用状态下，则必然增加数控机床出现故障的频率，其维修性也必然降低。数控机床操作人员应经过正规培训，了解数控机床的工作原理，掌握数控机床的操作流程，严格按照数控机床的操作规程进行操作，并且按照数控机床使用说明书中的规定进行维护保养，保证数控机床在使用的过程中各项参数均处于合理的范围内。数控机床所处的工作环境（震动、湿度、温度、粉尘等）也会对数控机床的维修性产生直接的影响。

参考文献：

[1]张相炎.兵器系统可靠性与维修性[M].北京：国防工业出版社，2016.

[2]吕川.维修性设计分析与验证[M].北京：国防工业出版社，2012.

[3]吕文元.先进制造设备维修理论、模型和方法[M].北京：科学出版社，2008.

来源：《现代职业教育》