提高數控機床維修性的途徑

劉斌

摘　要：如何有效提高數控機床的維修質量及效率是數控機床的使用方和研制方共同關注的重要課題。數控機床的固有維修性與數控機床的設計方案有著直接的關系，可以從降低數控機床結構的復雜性、提高數控機床維修的可達性、提高數控機床零部件標準化與互換性程度、采取防差錯措施及識別標記、符合人素工程要求等方面提高數控機床的維修性。

關鍵詞：維修性；數控機床；人素工程

除一次性使用的物品外，為了在一定時期內保證物品的正常使用，都或多或少地需要進行保養和修理，這些活動統稱為維修活動。在標準中，維修性定義為：產品在規定的條件下和規定的時間內，按規定的程序和方法進行維修時，保持或恢復其規定狀態的能力。傳統觀念認為維修活動僅與企業里的設備管理人員（含維修人員）相關，它同產品的設計、試驗與生產互不相關。實際上，維修性與產品自身設計特性有關，同時與維修資源（含人員）有關，其優劣是在規定的維修資源下評價的。

數控機床作為一種較為復雜的機電一體化產品，其故障類型多種多樣，導致故障的原因也不容易發現，即使找出了數控機床的故障原因，也可能存在多種對應的維修方案。數控機床的復雜性決定了數控機床可能產生的故障多種多樣，常見的故障有磨損導致的加工精度降低、液壓系統的泄漏、異物卡堵導致的機械故障、電氣元件的老化、誤操作導致的系統參數故障等。數控機床故障的復雜性導致數控機床的可用度偏低、維護及維修費用偏高，本文在研究設備維修理論的基礎上，結合數控機床的故障類型和特點，分析并得出影響數控機床維修性的主要因素和提高數控機床維修性的途徑。

數控機床的固有維修性與數控機床的設計方案有著直接的關系，若在數控機床設計的過程中重視數控機床維修性設計，數控機床必然能夠擁有良好的固有維修性。在數控機床設計時，應盡可能滿足以下要求。

一、降低數控機床結構的復雜性

簡化數控機床結構，是提高數控機床維修性的關鍵。在滿足數控機床功能要求的情況下，應盡量降低數控機床的復雜程度，對結構較為復雜的數控機床，若不采取對應的措施，必然增加數控機床的維修的次數和難度。因此，數控機床設計人員必須對數控機床結構進行綜合權衡，將維修性與可靠性的要求融入復雜的數控機床中，盡量做到操作簡單、維修方便，同時降低數控機床的維修技術難度。如從裝配人員、維修服務人員和用戶服務處反饋情況分析入手，對數控機床進油管路進行調整，降低數控機床進油管路發生堵塞的可能性，這就需要設計人員對數控機床管路結構進行針對性的簡化。

二、提高數控機床維修的可達性

所謂的可達性為在進行數控機床維修的過程中，接近數控機床故障維修部位的難易程度，其與數控機床設計構型有直接的關系，成為影響數控機床維修的關鍵因素之一。提升數控機床的可達性在很大程度上能夠增強數控機床維修的便捷性，減少數控機床搬動、拆卸的次數，減少數控機床維修費用，提升數控機床維修效率。科學合理的設置維修通道和維修窗口為提升數控機床維修可達性的重要方法之一。

三、提高數控機床零部件標準化與互換性程度

數控機床零部件的標準化與互換性是影響數控機床維修的直接因素。互換性為不同的零部件在功能與形式上可以相互進行替換。標準化是為了更好地提高數控機床部件的互換性而采用的一種標準化的設計與維修。通過標準化設計提升數控機床零件的組合化、模塊化、通用化、系列化。增強數控機床零部件的互換性與標準化不僅能夠減少零部件的類型，還可以壓縮零部件儲存與采購的費用，降低數控機床維修人員工作量，提高數控機床的維修效率。特別是數控機床上常發生故障的部位與一些關鍵性部位，這些部位的零件必須具有較強的互換性與標準化，如數控機床的液壓油過濾網等。

模塊化設計為實現數控機床快速更換修理、互換通用的有效途徑之一。所謂的模塊為從產品中單獨分離出來，功能結構較為獨立的單元。某機床企業從維修資料和用戶調研分析入手，充分考慮數控機床的維修工作要求與使用功能，將機床按照CNC數控系統、尾架、刀架、夾緊機構、進給傳動及主軸箱等不同功能分成了十一組功能單元，結構要求與功能要求相同的模塊可以進行互換。

四、采取防差錯措施及識別標記

采取防差錯措施及識別標記主要是為了防止人為維修事故的出現，避免外觀區別不大、結構差別較小的零部件在進行更換或維修的過程中出現拆卸或裝配錯誤。必要時應有明顯的識別標記，如開關、閥門等標明旋轉方向，維修工具放置規范同時注明尺寸標記，對機床的進油管、回油管采用不同的顏色進行區別。防差錯設計和識別標志不但可以保證維修人員能夠快速的找準維修部位，還可以減少人為錯誤發生的概率。

五、符合人素工程要求

數控機床設計時應考慮維修時人的各種能力（如體力、感觀力、耐受力、心理容量）、人體尺寸等因素與數控機床的關系，考慮如何提高維修工作效率、質量和減輕人員疲勞等方面的問題，這是維修性設計時不可忽視的問題。

除此之外，數控機床的使用情況也會對維修性有一定的影響，若數控機床長時間處于不合理的使用狀態下，則必然增加數控機床出現故障的頻率，其維修性也必然降低。數控機床操作人員應經過正規培訓，了解數控機床的工作原理，掌握數控機床的操作流程，嚴格按照數控機床的操作規程進行操作，并且按照數控機床使用說明書中的規定進行維護保養，保證數控機床在使用的過程中各項參數均處于合理的范圍內。數控機床所處的工作環境（震動、濕度、溫度、粉塵等）也會對數控機床的維修性產生直接的影響。

參考文獻：

[1]張相炎.兵器系統可靠性與維修性[M].北京：國防工業出版社，2016.

[2]呂川.維修性設計分析與驗證[M].北京：國防工業出版社，2012.

[3]呂文元.先進制造設備維修理論、模型和方法[M].北京：科學出版社，2008.

來源：《現代職業教育》