唐希瑞

摘? 要：精密診斷技術(shù)是專(zhuān)用的測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法，對(duì)設(shè)備故障做出檢查的技術(shù)。它具有檢測(cè)精度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、對(duì)設(shè)備無(wú)損傷、維修指導(dǎo)意義強(qiáng)的特點(diǎn)，能預(yù)知、診斷、判斷設(shè)備設(shè)施的故障，也能提供有效的維修指導(dǎo)意見(jiàn)。文章從理論出發(fā)，介紹了精密診斷的發(fā)展歷史及應(yīng)用范圍;結(jié)合實(shí)際案例，闡明了精密診斷技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用意義。精密診斷技術(shù)的廣泛引入，能夠有效提升設(shè)備管理、故障判斷、維修效率。

關(guān)鍵詞：精密診斷;故障診斷;設(shè)備維修

精密診斷技術(shù)是設(shè)備維修技術(shù)不斷進(jìn)化的產(chǎn)物，它主要依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)、電測(cè)量技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)。通過(guò)使用專(zhuān)用的檢測(cè)設(shè)備、儀器，無(wú)需拆解設(shè)備，即可判明設(shè)備的工作狀態(tài)，為設(shè)備的安裝、調(diào)整、維修、維護(hù)提供重要的判斷依據(jù)，極大地降低人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。它是有別于傳統(tǒng)拆解、經(jīng)驗(yàn)式維修技術(shù)的一門(mén)新技術(shù)。

精密診斷技術(shù)是維修技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，也是提高設(shè)備相關(guān)從業(yè)人員開(kāi)展認(rèn)知、管理、維修設(shè)備等業(yè)務(wù)必備技能的途徑，還是企業(yè)維修技術(shù)現(xiàn)代化、智能化發(fā)展的必備路徑。

1 精密診斷技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 精密診斷技術(shù)的定義及特點(diǎn)

精密診斷技術(shù)是使用精密的測(cè)量?jī)x器和方法，對(duì)設(shè)備故障做出檢查的技術(shù)。它包括以下特點(diǎn)：

診斷過(guò)程中，使用各種專(zhuān)用診斷設(shè)備;

精密診斷一般由具有一定經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員、維修技師、高級(jí)技師及相應(yīng)專(zhuān)家在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)或診斷中心進(jìn)行;

精密診斷能夠?qū)υO(shè)備故障存在的部位及故障類(lèi)型進(jìn)行識(shí)別定位;

可根據(jù)檢測(cè)結(jié)果預(yù)測(cè)設(shè)備壽命。

1.2精密診斷技術(shù)的發(fā)展

從20世紀(jì)60年代起，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，極大地推進(jìn)了信號(hào)處理分析技術(shù)的應(yīng)用，精密診斷技術(shù)隨著信號(hào)處理分析技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生?？煽啃苑治?、失效機(jī)理分析等學(xué)術(shù)研究都為精密診斷技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。20世紀(jì)70年代以后，精密診斷技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始引進(jìn)精密診斷技術(shù)，通過(guò)40年的發(fā)展，精密診斷技術(shù)已成為設(shè)備現(xiàn)代化管理的技術(shù)基礎(chǔ)。

1.3 精密診斷技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

通過(guò)精密診斷的檢測(cè)結(jié)果，結(jié)合設(shè)備的故障率-壽命曲線(xiàn)，可以預(yù)測(cè)設(shè)備壽命，判明設(shè)備故障類(lèi)型以及需要采取的維修措施。

2 精密診斷技術(shù)應(yīng)用方法及案例

下面，結(jié)合我司內(nèi)部使用最廣泛的兩款精密診斷工具，說(shuō)明工具的原理、使用方法及應(yīng)用案例。

2.1 激光干涉儀

1）激光干涉儀的組成及原理

激光干涉儀由接收器、激光器、固定反射鏡、可變反射鏡、溫度傳感器及輔助工具組成，使用過(guò)程中，需配置計(jì)算機(jī)用于數(shù)據(jù)處理計(jì)算。

激光干涉儀是測(cè)量位移長(zhǎng)度的測(cè)量?jī)x器。它通過(guò)檢查固定反射鏡和可變反射鏡之間的位移與設(shè)定位移間的差距來(lái)反應(yīng)位移的精度。

2）應(yīng)用范圍及使用方法

激光干涉儀一般用于機(jī)床的精度檢測(cè)及量具的檢定。量具檢定的方法比較簡(jiǎn)單，根據(jù)儀器的檢測(cè)結(jié)果對(duì)量具進(jìn)行補(bǔ)正;機(jī)床位移精度的檢測(cè)與調(diào)整比較繁瑣復(fù)雜，需要遵循以下步驟：

確定位移范圍：檢查機(jī)床參數(shù)，檢查范圍;

編制程序：編制被測(cè)機(jī)床的位移測(cè)量程序，并進(jìn)行試機(jī)，確認(rèn)安全;

設(shè)定激光干涉儀：將激光干涉儀安裝至被測(cè)機(jī)床，設(shè)定計(jì)算機(jī)的采集程序;

測(cè)量：按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始測(cè)量;

判斷及補(bǔ)償：根據(jù)計(jì)算機(jī)采集的結(jié)果，可以判斷機(jī)床的精度是否合格。按需將軟件生成的螺距補(bǔ)償值填入機(jī)床;

復(fù)測(cè)：再次運(yùn)行檢測(cè)程序進(jìn)行檢測(cè)，檢查機(jī)床精度是否合格。

3）典型案例

案例：某立式加工中心，Y軸加工尺寸超差，需結(jié)合檢測(cè)結(jié)果確定維修方案。

通過(guò)檢測(cè)，設(shè)備誤差最高處達(dá)-0.025mm，無(wú)法滿(mǎn)足相應(yīng)的工藝需求。經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后，有效工藝范圍內(nèi)誤差降低至0.002mm，節(jié)約更換零件成本兩萬(wàn)元。

2.2 球桿儀

1）球桿儀的組成及原理

球桿儀系統(tǒng)由球桿儀、接收器、磁力底座、工具杯、設(shè)定球及輔助工具等組成。

球桿儀實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中兩插補(bǔ)軸的微小位移差異，并輸送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，通過(guò)專(zhuān)用軟件，可以測(cè)量出機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中的幾何精度誤差、定位誤差等動(dòng)態(tài)運(yùn)行結(jié)果，也能檢測(cè)出機(jī)床自身的垂直度、伺服參數(shù)等硬件健康度，專(zhuān)用軟件能夠輸出相應(yīng)的指導(dǎo)維修意見(jiàn)，提高設(shè)備維修的準(zhǔn)確性。

2）應(yīng)用范圍及使用方法

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，能夠?qū)υO(shè)備零部件的安裝情況做出判斷，也能對(duì)機(jī)床的伺服性能進(jìn)行檢測(cè)，可在不試切零件的情況下，調(diào)整機(jī)床的伺服參數(shù)。

在使用過(guò)程中，需按照如下步驟進(jìn)行：

確定測(cè)量參數(shù)：根據(jù)機(jī)床的測(cè)量需求，確定待測(cè)平面、軸、回轉(zhuǎn)旋向，根據(jù)機(jī)床尺寸大小，確定球桿儀的長(zhǎng)度;

編制程序：根據(jù)機(jī)床球桿儀的長(zhǎng)度，編制或生成測(cè)量程序，并運(yùn)行檢查安全;

設(shè)定球桿儀：將球桿儀系統(tǒng)安裝至被測(cè)機(jī)床;設(shè)定計(jì)算機(jī)采集程序;

測(cè)量：按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始測(cè)量;

查看結(jié)果：根據(jù)計(jì)算機(jī)輸出結(jié)果，可以判斷機(jī)床的圓度是否合格。需要進(jìn)行調(diào)整的，可根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，調(diào)整機(jī)床參數(shù);

復(fù)測(cè)：再次運(yùn)行檢測(cè)程序進(jìn)行檢測(cè)，檢查機(jī)床精度是否合格。

3）典型案例

案例一：某機(jī)床項(xiàng)修更換X軸導(dǎo)軌，需要檢查導(dǎo)軌安裝是否合格（直線(xiàn)度：±0.03mm）。

經(jīng)球桿儀檢查，安裝完成后，X軸導(dǎo)軌直線(xiàn)度為-0.0295mm，滿(mǎn)足±0.03mm之要求，說(shuō)明導(dǎo)軌安裝合格，節(jié)約X軸拆裝時(shí)間4天、吊裝成本近一萬(wàn)元。

案例二：某機(jī)床加工出的零件在第二及第三象限交界處存在月牙狀接刀痕，不合格。

通過(guò)球桿儀檢測(cè)結(jié)果判斷，Y方向存在伺服不匹配故障。調(diào)整伺服系統(tǒng)反向間隙加速參數(shù)后產(chǎn)品接刀痕消除。

3 精密診斷技術(shù)的應(yīng)用意義

引入應(yīng)用精密診斷技術(shù)，對(duì)現(xiàn)代化的設(shè)備管理有重要意義：

保障設(shè)備安全運(yùn)行，防止意外停機(jī)事故;

保證設(shè)備的精度，維持產(chǎn)品質(zhì)量;

實(shí)施預(yù)防維修，節(jié)約維修的人力和財(cái)力成本;

避免因設(shè)備事故造成危難性災(zāi)害;

良好的設(shè)備管理為企業(yè)帶來(lái)潛在的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論開(kāi)展設(shè)備精密診斷的最終目的是服務(wù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，最大化降低設(shè)備的停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備的運(yùn)行指標(biāo)，提高設(shè)備管理部門(mén)對(duì)設(shè)備狀態(tài)、劣化趨勢(shì)的認(rèn)知、管理、控制、維修能力，最大化延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

精密診斷技術(shù)和工具的廣泛引入雖然存在一定的配備及人力成本，但能夠有效提升設(shè)備管理、故障判斷、維修效率，降低設(shè)備全周期過(guò)程中的成本，對(duì)公司的設(shè)備管理及維修工作具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 安田賢司，胡風(fēng)（譯）.激光干涉儀[J].現(xiàn)代計(jì)量測(cè)試，1995.（2）：40-43.

[2] 金積善.激光干涉儀計(jì)算電路原理[J].計(jì)量技術(shù)，1980.（5）：14-18.

[3] 劉煥牢，李斌，師漢民.基于球桿儀數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償方法研究[J].工具技術(shù)：2003.39：41-42.