MDH80加工中心故障原因分析方法
故障原因分析方法3.2.1故障樹分析法故障樹分析法又叫FTA分析法，是一種分析故障原因的方法。FTA是Fault Tree Analysis的縮寫。FTA與FMECA兩者之間有很多異同點(diǎn)。FMECA是自下而上的邏輯 歸納法，而FTA是自上而下的邏輯演繹法[41]。FMECA從故障模式中分析出故障后果， 而FTA從故障后果分析出故障原因。FMECA通常針對(duì)的是單個(gè)故障分別分析，而FTA 則更加系統(tǒng)。在做完FMECA后再完成FTA就可以比較完善地分析加工中心各個(gè)子系 統(tǒng)的故障。FTA首先是由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室在1962年提出的，目前它己經(jīng)應(yīng)用到許多工 程領(lǐng)域中了。故障樹分析法的作用：(1)FTA能夠幫助加工中心的使用人員更清晰的了解各個(gè)部件之間的聯(lián)系[42]。(2)利用FTA可以幫助查清每個(gè)微小故障對(duì)系統(tǒng)的影響，了解故障的傳播途徑， 避免重復(fù)性的檢查。(3)因?yàn)槠渲庇^性，F(xiàn)TA可以被認(rèn)為是一種維修指導(dǎo)方案，可以節(jié)省大量的培訓(xùn)時(shí) 間和費(fèi)用。(4)FTA可以在全壽命周期中任何階段都使用，它可以幫助設(shè)計(jì)人員對(duì)系統(tǒng)有更深 入的認(rèn)識(shí)，在設(shè)計(jì)階段就發(fā)現(xiàn)問題，從而提高加工中心的可靠性。(5)FTA也可以用來定量分析以確定頂層事件的發(fā)生概率等可靠性參數(shù)，為改善系 統(tǒng)可靠性提供了定量的數(shù)據(jù)。(6)FTA具有很大的靈活性，利用FTA不僅僅可以分析出機(jī)械電子等故障原因造 成的影響，還可以看出哪些地方會(huì)發(fā)生由人為和環(huán)境因素造成的故障，能夠幫助車間管 理人員制定管理方案。(7)用FMECA分析故障原因的局限是它是一種單因素定性分析法，而FTA可以 對(duì)各個(gè)故障事件的多因素組合和多層次邏輯關(guān)系進(jìn)行分析。3.2.2故障樹建圖規(guī)則故障樹的建立基礎(chǔ)是對(duì)加工中心的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、故障模式、故障現(xiàn)象有了全面的了解。 同時(shí)要與加工中心的維修人員探討故障原因，不可以憑空想象。FTA是一種圖形演繹法，對(duì)特定故障現(xiàn)象層層深入分析。而故障樹分析中最重要的 一步就是建樹。建樹的順序是從上而下，逐層建樹，不可跳級(jí)，故障樹之間各種事件的邏輯關(guān)系必須嚴(yán)密合理。故障樹里包含的內(nèi)容主要是事件和邏輯門，下面對(duì)本次建樹時(shí) 用的所有故障樹事件和邏輯門做說明：(1)頂事件：是邏輯門輸出事件，這里表示某子系統(tǒng)發(fā)生了故障。(2)中間事件：既是邏輯門輸入也是輸出，這里表示既可以分析產(chǎn)生該事件的原因， 也可以得出它引發(fā)的結(jié)果。(3)底事件：只能是邏輯門輸入，這里表示無需再分析其產(chǎn)生原因，或者它本身就 是故障最基本的原因。(4)未探明事件：表示無法分析其原因或不需要進(jìn)一步分析原因的事件。(5)邏輯或門：表示輸入事件至少發(fā)生一個(gè)時(shí)，輸出事件才發(fā)生。在建立故障樹時(shí)，這些事件和邏輯門需要用符號(hào)來表示。表3.3列出了表示這些事 件和邏輯門的符號(hào)。本文規(guī)定各個(gè)子系統(tǒng)的頂事件都是該子系統(tǒng)發(fā)生了故障，不能正常工作。這些頂事 件都用代號(hào)表示，每個(gè)子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的代號(hào)顯示在表3.4中。表3. 4子系統(tǒng)代號(hào)Tab. 3.4 Code of subsystems 代號(hào) 子系統(tǒng) 代號(hào) 子系統(tǒng) w 工件傳輸系統(tǒng) P 機(jī)床防護(hù)及基礎(chǔ)件 c 控制電氣系統(tǒng) H 液壓氣動(dòng)系統(tǒng). J 夾具系統(tǒng) S 主軸系統(tǒng) T 刀具系統(tǒng) R 冷卻排屑及除塵除霧系統(tǒng) F 進(jìn)給系統(tǒng) L 集中潤(rùn)滑系統(tǒng) 將第一層中間事件的代號(hào)設(shè)置為YA01、YA02等。Y即子系統(tǒng)的代號(hào)，A代表第 —層中間事件，比如工件傳輸系統(tǒng)的第一層中間事件為WA01、WA02等。以此類推， 第二層中間事件代號(hào)為YB01等，第三層中間事件代號(hào)為YC01等，直到達(dá)到了底事件。 每一個(gè)底事件代號(hào)設(shè)置為YX01等，每一個(gè)未探明事件代號(hào)設(shè)置為YW01等。每個(gè)事件 的代號(hào)只是為了方便畫出故障樹圖形，每一個(gè)事件代號(hào)所代表的意義都需要寫清楚，所 有故障事件都必須嚴(yán)格定義。每一個(gè)故障樹之中的都包含很多的故障現(xiàn)象，有一些故障 現(xiàn)象的原因是相同的，這被稱為共因事件。對(duì)于故障樹中的共因事件應(yīng)該采用同一個(gè)事 件符號(hào)。一個(gè)完整的故障樹很復(fù)雜，在建樹時(shí)要盡量避免出現(xiàn)疏漏。建立故障樹模型之前要 做好故障模式分析，只有確定了所有的故障模式，才能不遺漏中間事件和底事件。因此 在建立故障樹時(shí)，需要參考各個(gè)子系統(tǒng)的FMECA故障模式分析表[43]，即本章的表3.2。 在此基礎(chǔ)上分析出引起頂事件發(fā)生的所有中間事件作為輸入，之后像分析頂事件一樣再 逐層分析直到不能分解，每一層的分析都要徹底結(jié)束后再分析下一層以避免遺漏。因此, 可以總結(jié)出故障樹的建樹流程，如圖3.3所示。3.3各子系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)本節(jié)利用故障模式分析出的結(jié)果對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)做了故障樹分析圖，并利用故障樹來 分析MDH80加工中心各個(gè)子系統(tǒng)的故障原因，同時(shí)針對(duì)故障以及一些安全隱患提出了 改進(jìn)措施。3.3.1工件傳輸系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)措施圖3.4是工件傳輸系統(tǒng)的故障樹圖，表3.5列出了工件傳輸系統(tǒng)中各個(gè)事件所代表的意義。 表3. 5工件傳輸系統(tǒng)故障樹各事件的意義 Tab. 3.5 Meanings of all codes in fault tree of work-piece transmission subsystem 代號(hào) 意義 代號(hào) 意義 W 工件傳輸系統(tǒng)故障 WA01 機(jī)械手故障 WA02 滾道不動(dòng) WB01 機(jī)械手受到撞擊 WB02 機(jī)械手移位超程 WB03 機(jī)械手抓錯(cuò)料 WB04 機(jī)械手不動(dòng)作 WB05 卡料 WB06 機(jī)械手失調(diào) WB07 機(jī)械手誤報(bào)警 WB08 感應(yīng)失效 WC01 機(jī)械手撞滾道 WC02 機(jī)械手撞工件 WX01 滾道安裝不合理 WX02 機(jī)械手與夾具之間位置需調(diào) 整 WX03 夾具信號(hào)與機(jī)械手信號(hào)之間 程序邏輯不完善 WX04 缺少保護(hù)程序 WX05 機(jī)械手驅(qū)動(dòng)器及控制單元有 故障 WX06 機(jī)械手控制程序不合理 WX07 信號(hào)丟失 WX08 信息對(duì)接故障 WX09 元器件功能喪失 WX10 與前后工序有沖突 WX11 傳感器不能正常工作 從工件傳輸系統(tǒng)的故障樹中可以看到，絕大多數(shù)故障是由程序不合理或信號(hào)不到位 引起的。因此對(duì)于工件傳輸系統(tǒng)的故障解決方案關(guān)鍵在于改善程序。因?yàn)槊總€(gè)桁架機(jī)械 手可能同時(shí)為兩個(gè)到四個(gè)加工中心服務(wù)，如果生產(chǎn)正常運(yùn)行，機(jī)械手不會(huì)出現(xiàn)程序上的 故障。但是當(dāng)某臺(tái)加工中心停產(chǎn)或突然發(fā)生故障不能工作時(shí)，機(jī)械手的控制程序就可能 不能識(shí)別這些突發(fā)情況，導(dǎo)致機(jī)械手不能完成正確的動(dòng)作。如果某些信號(hào)開關(guān)失靈或者 損壞，機(jī)械手控制系統(tǒng)也沒有完善的熱保護(hù)程序。這就需要在程序設(shè)計(jì)階段就研宄機(jī)械 手可能遇到的每一種突發(fā)情況，為每一種突發(fā)狀況都制定相應(yīng)的保護(hù)程序以避免出現(xiàn)重 大程序漏洞。機(jī)械手在搬運(yùn)工件過程中可能會(huì)在抓料時(shí)與工件碰撞，在放工件時(shí)與滾道碰撞，這 類碰撞故障會(huì)對(duì)機(jī)械手有較大的損壞，需要立即解決。因此要根據(jù)故障樹分析出的故障 原因，完善程序，對(duì)不合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)做調(diào)整。滾道故障是生產(chǎn)線上經(jīng)常發(fā)生的故障，它會(huì)影響到加工中心的生產(chǎn)節(jié)拍。其產(chǎn)生原 因主要是毛坯件不規(guī)范而卡在滾道上，或者接近傳感器出現(xiàn)故障。接近傳感器的原理是 如果有金屬在傳感器探測(cè)頭前一定距離內(nèi)通過，傳感器就會(huì)給控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而 控制滾道繼續(xù)運(yùn)行。但是因?yàn)闈L道寬度比工件寬度寬很多，有時(shí)實(shí)際的安裝距離未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)產(chǎn)生許多錯(cuò)誤信號(hào)。有時(shí)因?yàn)閷?duì)接近傳感器的保護(hù)不到位，經(jīng)常會(huì)有鐵 屑沾到接近傳感器上，這樣傳感器也會(huì)傳出錯(cuò)誤信號(hào)。工件被放到滾道的過程中也容易 發(fā)生碰撞到傳感器的現(xiàn)象。因此滾道的傳感器上也應(yīng)該加上傳感器保護(hù)裝置，并對(duì)不合 理的傳感器裝配做調(diào)整。總之，完善程序和加強(qiáng)對(duì)滾道上傳感器的維護(hù)和管理是改進(jìn)工件傳輸系統(tǒng)可靠性的 重要措施。3.3.2控制電氣系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)措施圖3.5是控制電氣系統(tǒng)的故障樹圖，表3.6列出了控制電氣系統(tǒng).中各個(gè)事件所代表的意義。 表3. 6控制電氣系統(tǒng)故障樹各事件的意義 Tab. 3.6 Meanings of all codes in fault tree of CNC subsystem 代號(hào) 意義 代號(hào) 意義 c 控制電氣故障 CA01 機(jī)床不動(dòng)作 CA02 CNC控制器故障 CA03 電氣信號(hào)不到位 CA04 誤報(bào)警 CB01 機(jī)床不能啟動(dòng) CB02 機(jī)床停止運(yùn)行 CX01 元器件損壞 CX02 電纜線路損壞 CX03 開關(guān)上有鐵屑 CX04 開關(guān)松動(dòng) CX05 程序不完善 CX06 開關(guān)位置有偏差 CX07 元器件失靈 CX08 CNC參數(shù)錯(cuò) CX09 壓力繼電器故障 控制電氣系統(tǒng)相當(dāng)于一臺(tái)加工中心的大腦，控制電氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題會(huì)直接導(dǎo)致加工 中心無法完成自動(dòng)化運(yùn)行。控制電氣系統(tǒng)的主要故障有機(jī)床不動(dòng)作、CNC控制器故障、 電氣信號(hào)不到位、元器件損壞、誤報(bào)警等。控制系統(tǒng)的程序也需要完善，對(duì)一些微小的 程序錯(cuò)誤要做及時(shí)的修改。如果一臺(tái)MDH80加工中心出現(xiàn)了程序問題，就要檢查其他 加工中心的程序是否也出現(xiàn)了同樣錯(cuò)誤。程序錯(cuò)誤雖然不能對(duì)加工中心產(chǎn)生較大的損 傷，但是它會(huì)造成加工中心停止運(yùn)行，如果排查故障時(shí)間過長(zhǎng)就會(huì)影響生產(chǎn)節(jié)拍。信號(hào) 不到位主要是由信號(hào)開關(guān)故障引起的，對(duì)發(fā)生故障的信號(hào)開關(guān)應(yīng)做調(diào)整或重新裝配。在 控制電氣系統(tǒng)中，外購元器件出現(xiàn)的故障比例較高，約占該子系統(tǒng)故障的35.3%。對(duì)此， 一方面要對(duì)外購件進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，另一方面要加強(qiáng)對(duì)電氣元器件的維護(hù)。根據(jù)車間工人 以往的經(jīng)驗(yàn)，如果管路、線路等裝配比較混亂就容易產(chǎn)生相互摩擦，導(dǎo)致電氣線路壽命 減少；而且各種電纜線路太接近，在絕緣皮老化后也容易造成比較嚴(yán)重的安全隱患。因 此電氣線路要設(shè)計(jì)成一個(gè)比較安全、合理、使用方便的結(jié)構(gòu)。針對(duì)控制電氣系統(tǒng)維修時(shí) 遇到的困難，本文也提出了一些改進(jìn)建議：將各個(gè)電子元器件都要貼上標(biāo)識(shí)，標(biāo)明其用 途和電氣地址號(hào)，以方便排查故障；將英文的操作界面、電氣標(biāo)識(shí)都盡量改成中文，防 止加工中心使用人員誤操作。3.3.3夾具系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)措施圖3.6是夾具系統(tǒng)的故障樹圖，表3.7列出了夾具系統(tǒng)中各個(gè)事件所代表的意義。 表3. 7夾具系統(tǒng)故障樹各事件的意義 Tab. 3.7 Meanings of all codes in fault tree of fixture subsystem 代號(hào) 意義 代號(hào) 意義 J 夾具系統(tǒng)故障 JA01 夾具松開 JA02 夾具受撞擊 JA03 夾具傳感器信號(hào)丟失 JA04 夾具系統(tǒng)誤報(bào)警 JA05 氣檢不合格 JB01 機(jī)械手放工件同時(shí)裝夾具 JX01 元器件損壞 JX02 零件損壞 JX03 壓力繼電器有問題 JX04 夾具程序有問題 JX05 沒有夾具夾爪到位監(jiān)控 JX06 安裝松動(dòng) JX07 判斷時(shí)間延時(shí)參數(shù)錯(cuò) JX08 氣檢值錯(cuò)誤 JX09 工件本身不合格 JX10 裝工件時(shí)有液體 通過查看夾具系統(tǒng)FTA圖，可以發(fā)現(xiàn)，夾具系統(tǒng)發(fā)生的主要故障為夾具松開、夾 具受撞擊、信號(hào)丟失、氣檢故障、和元器件、零部件損壞等。夾具松開主要是因?yàn)閴毫?繼電器出問題、夾具程序有問題。當(dāng)把工件放到夾具上時(shí)，如果放工件的同時(shí)也裝夾具， 工件就會(huì)撞到夾具夾爪上，這對(duì)夾具的損壞會(huì)非常大，為了避免這類故障還會(huì)發(fā)生，夾 具系統(tǒng)應(yīng)該増加夾爪到位監(jiān)控系統(tǒng)。氣檢故障是夾具系統(tǒng)的重點(diǎn)問題，因?yàn)殡m然氣檢不 合格對(duì)機(jī)床和工件不會(huì)造成重大的損壞，但會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。氣檢就是在夾具下通 一個(gè)氣管，靠氣體流動(dòng)的壓力來判斷夾具和工件之間的間隙的大小，進(jìn)而判斷工件是否 被準(zhǔn)確的裝在夾具上了。造成氣檢不合格的原因有三點(diǎn)：第一，氣檢值選擇的不合理， 因?yàn)楣ぜc夾具之間的縫隙過小，所以縫隙稍微改變就會(huì)造成很大的壓力誤差，隨著生 產(chǎn)的繼續(xù)進(jìn)行，憑經(jīng)驗(yàn)找到合適的氣檢值，這類故障就會(huì)減少，同時(shí)也可以通過在標(biāo)準(zhǔn) 件下墊墊片和氣檢試驗(yàn)塊等方式檢測(cè)出合適的氣檢值；第二，工件本身不合格，如果工 件在之前工序中的加工精度未達(dá)到要求，就會(huì)造成氣檢不合格；第三，工件上有水或油， 水和油會(huì)堵塞氣檢孔，但是這類故障主要是因?yàn)椴僮鞴芾聿划?dāng)引起的，可以避免。夾具 系統(tǒng)因?yàn)橹苯优c工件接觸，所以如果機(jī)械手把工件放在夾具的過程中出現(xiàn)故障就會(huì)造成 有些元器件、零部件受到?jīng)_擊而損傷。因?yàn)閵A具系統(tǒng)發(fā)生過零部件、元器件損壞的故障， 因此要對(duì)這些容易損壞的部件加強(qiáng)管理和維護(hù)。3.3.4刀庫系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)措施圖3.7是刀庫系統(tǒng)的故障樹圖，表3.8列出了刀庫系統(tǒng)中各個(gè)事件所代表的意義。 表3. 8刀庫系統(tǒng)故障樹各事件的意義 Tab. 3.8 Meanings of all codes in fault tree of tool maga2dne subsystem 代號(hào) 意義 代號(hào) 意義 T 刀庫系統(tǒng)發(fā)生故障 TA02 刀庫故障 TA01 刀檢故障 TB01 刀檢誤報(bào)警 TB02 刀檢失調(diào) TB03 刀庫不換刀 TB04 刀庫掉刀 TC01 傳感器信號(hào)傳輸故障 TX01 傳感器本身可靠性差 TX02 傳感器安裝位置錯(cuò) TX03 刀檢值錯(cuò)誤 TX04 刀檢程序不合理 TX05 24V電壓有故障 TX06 刀庫抓手不牢 TX07 刀庫程序參數(shù)錯(cuò) 刀庫系統(tǒng)的故障主要分為兩個(gè)部分，刀庫故障和刀檢故障。刀庫故障主要包括刀庫 不能換刀和刀庫掉刀，這主要是因?yàn)榈稁斓目刂瞥绦蚧螂姎庠O(shè)備出現(xiàn)問題、完善程序和 維護(hù)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性是保護(hù)刀庫的重要措施。刀庫系統(tǒng)存在一定的安全隱患，應(yīng)該添 加保護(hù)工作人員安全的裝置，比如刀庫門被打開時(shí)應(yīng)該傳出刀庫停止轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，防止刀 庫門打開時(shí)刀庫鏈仍能旋轉(zhuǎn)造成對(duì)維修人員的傷害。在加工中心運(yùn)行初期，刀檢故障出現(xiàn)的比較多。刀檢的工作原理是刀尖如果在傳感器的檢測(cè)范圍內(nèi)，傳感器就會(huì)傳出一個(gè) 信號(hào)，但是如果沒有接收到信號(hào)就說明刀具己經(jīng)斷了。一臺(tái)加工中心至少有二十到三十 把刀，包括銑刀、鉆刀、攻絲等等。因此一臺(tái)加工中心的各把刀長(zhǎng)短都會(huì)不同，甚至差 異很大。而刀檢傳感器并不會(huì)因?yàn)槊堪训兜拈L(zhǎng)短不同而作位置上的調(diào)整。因此如果刀檢 傳感器的位置不合理就會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)，比如刀具沒斷但沒檢測(cè)到刀具就會(huì)產(chǎn)生誤報(bào) 警，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)系統(tǒng)程序失調(diào)而不能正常檢測(cè)。因此，調(diào)整好刀檢傳感器的位置， 并保證傳感器本身的可靠性是解決刀檢故障的重點(diǎn)。3.3.5進(jìn)給系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)措施圖3.8是進(jìn)給系統(tǒng)的故障樹圖，表3.9列出了進(jìn)給系統(tǒng)中各個(gè)事件所代表的意義。 表3, 9進(jìn)給系統(tǒng)故障樹各事件的意義 Tab. 3.9 Meanings of all codes in fault tree of feeding subsystem 代號(hào) 意義 代號(hào) 意義 F 進(jìn)給子系統(tǒng)發(fā)生故障 FA01 回轉(zhuǎn)臺(tái)故障 FA02 Z軸移位超程 FB01 回轉(zhuǎn)臺(tái)損壞 PB02 回轉(zhuǎn)臺(tái)不動(dòng) FX01 回轉(zhuǎn)臺(tái)裝配有問題 FX02 外購件本身可靠性差 FX03 程序內(nèi)信號(hào)地址錯(cuò)誤 FX04 位置開關(guān)安裝位置錯(cuò)誤 FX05 元器件功能喪失 FX06 傳動(dòng)系統(tǒng)本身有誤差等機(jī)械 問題 FX07 驅(qū)動(dòng)器及其控制單元有故障 FW01 不注意保養(yǎng)回轉(zhuǎn)臺(tái) 進(jìn)給系統(tǒng)的故障主要集中在Z軸和回轉(zhuǎn)臺(tái)上。Z軸故障主要就是移位超程，它的表 現(xiàn)形式是軸實(shí)際已經(jīng)超程，引起限位開關(guān)有動(dòng)作而產(chǎn)生報(bào)警，但是它也可能是程序或信 號(hào)傳輸錯(cuò)誤引起的錯(cuò)誤報(bào)警。在排除這類故障時(shí)要對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軟件、 驅(qū)動(dòng)器等控制機(jī)構(gòu)同時(shí)檢查[44]。回轉(zhuǎn)臺(tái)故障主要是回轉(zhuǎn)臺(tái)裝配出現(xiàn)問題，或回轉(zhuǎn)臺(tái)不動(dòng)。 回轉(zhuǎn)臺(tái)不動(dòng)是因?yàn)榛剞D(zhuǎn)臺(tái)的信號(hào)開關(guān)位置錯(cuò)誤或信號(hào)程序地址錯(cuò)誤引起的回轉(zhuǎn)臺(tái)與控 制系統(tǒng)之間的信號(hào)傳輸出現(xiàn)問題。完善信號(hào)傳輸線路是減少回轉(zhuǎn)臺(tái)故障的重要措施。同 時(shí)回轉(zhuǎn)臺(tái)是一個(gè)外購件，在考察過程中發(fā)現(xiàn)有回轉(zhuǎn)臺(tái)損壞的現(xiàn)象。加工中心使用人員要 主要保養(yǎng)這些重要設(shè)備，同時(shí)提醒加工中心制造廠家要在購買外購件時(shí)要加強(qiáng)對(duì)它的性 能測(cè)試。3.3.6機(jī)床防護(hù)及基礎(chǔ)件系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)措施圖3.9是機(jī)床防護(hù)及基礎(chǔ)件系統(tǒng)的故障樹圖，表3.10列出了機(jī)床防護(hù)及基礎(chǔ)件系統(tǒng) 中各個(gè)事件所代表的意義。 表3.10機(jī)床防護(hù)及基礎(chǔ)件系統(tǒng)故障樹各事件的意義 Tab. 3.10 Meanings of all codes in fault tree of protection subsystem 代號(hào) 意義 代號(hào) 意義 P 機(jī)床防護(hù)及基礎(chǔ)件發(fā)生故障 PA01 頂門開啟故障 PA02 機(jī)床無法暖機(jī) PA03 防護(hù)部件缺失 PA04 空調(diào)故障 PB01 頂門信號(hào)不到位 PB02 空調(diào)門未關(guān) PX01 氣缸連接處松動(dòng) PX02 門鎖位置松動(dòng) PX03 信號(hào)開關(guān)松動(dòng) PX04 信號(hào)開關(guān)失靈 PX05 門鎖位置錯(cuò)誤 PX06 零部件損壞 PW01 加工裝配失誤 PW02 操作失誤 機(jī)床防護(hù)及基礎(chǔ)件的地位十分重要，因?yàn)槿绻@方面發(fā)生嚴(yán)重故障將會(huì)直接影響到 加工中心的壽命和使用人員的安全。機(jī)床防護(hù)方面的故障主要是頂門開啟故障。造成頂 門開啟故障的原因就是門鎖門銷、氣缸連接處等部位連接不牢，也可能是信號(hào)開關(guān)松動(dòng) 或失靈導(dǎo)致傳輸不到信號(hào)。因?yàn)檎`操作造成的故障也出現(xiàn)在該系統(tǒng)中，管理者應(yīng)該加強(qiáng) 管理。加工中心的很多關(guān)鍵部件都被包裹在加工中心的防護(hù)系統(tǒng)之中，而這些部件也是 檢查和維修的重點(diǎn)部位，因此為了方便拆裝和維修這些內(nèi)部設(shè)備，應(yīng)該在一些關(guān)鍵的地 方添加維修門。3.3. 7液壓氣動(dòng)系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)措施液壓氣動(dòng)系統(tǒng)的主要故障有：油泵壓力失調(diào)、接頭松動(dòng)、零部件或元器件損壞、氣 壓信號(hào)不到位。該系統(tǒng)的故障有57%是裝配責(zé)任，剩下43%是因?yàn)橥赓徏隽藛栴}。因 此對(duì)于液壓氣動(dòng)系統(tǒng)要加強(qiáng)裝配時(shí)的管理，和對(duì)管道的維護(hù)。每個(gè)管路上都應(yīng)該加上明 顯的標(biāo)牌，每個(gè)與液壓和氣壓有關(guān)的元器件都應(yīng)該添加壓力標(biāo)識(shí)，以方便維修和管理。3.3.8主軸系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)措施圖3.10是主軸系統(tǒng)的故障樹圖，表3.11列出了主軸系統(tǒng)中各個(gè)事件所代表的意義。 表3.11主軸系統(tǒng)故障樹各事件的意義 Tab. 3. U . Meanings of all codes in fault tree of spindle subsystem S 主軸系統(tǒng)有問題 SA01 主軸內(nèi)冷線路斷 SA02 加工的產(chǎn)品精度有問題 SB01 機(jī)床水平有走動(dòng) SB02 刀具切削方案不完善 SX01 程序出錯(cuò) SX02 裝刀不牢 SX03 主軸本身有振動(dòng) SX04 夾具定位不準(zhǔn)，導(dǎo)致與主軸 相對(duì)位置不正確 SX05 地腳螺栓松動(dòng) SX06 刀具本身結(jié)構(gòu)有問題 SX07 較長(zhǎng)的刀具在切削時(shí)刀尖頭 部晃動(dòng)過大 SX08 切削參數(shù)和走刀路線不合適 SX09 運(yùn)輸時(shí)有劃傷 主軸系統(tǒng)是影響加工中心加工精度的最重要結(jié)構(gòu)。影響加工精度的原因有很多，本 文通過故障樹分析法將所有影響工件加工精度的原因都?xì)w于主軸系統(tǒng)以便于維修人員 制定故障排查方案。圖3.10和表3.11中列出了影響MDH80加工中心精度的可能原因。 維修人員要對(duì)其一一排查。主軸系統(tǒng)內(nèi)部要定期做振動(dòng)檢測(cè)。對(duì)于容易出問題的刀具要 重新制定切削方案。同時(shí)還要排查所有與精度有關(guān)的非主軸系統(tǒng)故障因素。在工件運(yùn)輸 時(shí)要避免出現(xiàn)磕碰劃傷等問題。3.3.9冷卻排屑除塵除霧系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)措施圖3.11是工件傳輸系統(tǒng)的故障樹圖，表3.12列出了工件傳輸系統(tǒng)中各個(gè)事件所代表的意義。表3.12冷卻排屑除塵除霧系統(tǒng)故障樹各事件的意義Tab. 3.12 Meanings of all codes in fault tree of cooling and chip removal subsystem 代號(hào) 意義 代號(hào) 意義 R 冷卻排屑除塵除霧系統(tǒng)故障 RA01 過濾器濾芯堵塞 RA02 冷卻壓力失調(diào) RA03 積攢鐵屑 RB01 沖屑裝置設(shè)計(jì)不合理 RX01 液體接頭松動(dòng) RX02 反沖器沖力不夠 RX03 未能及時(shí)清理 RX04 沖屑流量設(shè)置不合理 RX05 沖屑角度選擇不合理 RW01 誤操作 冷卻排屑除塵除霧系統(tǒng)的故障總數(shù)雖然不多，但是故障模式種類卻很多，雖然都不 是很嚴(yán)重的故障，但是卻暴露了加工中心制造和管理上的一些問題。比如過濾器的定期 清理沒做到位或反沖器沖力不夠，導(dǎo)致了過濾器的濾芯堵塞。連接件松動(dòng)表明在裝配后 未檢查仔細(xì)。因?yàn)榧庸ぶ行牡脑O(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致有的地方積攢了鐵屑。在同一條生產(chǎn)線上不僅有 本次研宄用的國產(chǎn)加工中心還有一些國產(chǎn)專機(jī)和進(jìn)口的加工中心。其中進(jìn)口加工中心對(duì)一些關(guān)鍵傳感器做了保護(hù)，防止沖洗鐵屑時(shí)濺到這些元器件上而產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。而國產(chǎn) 加工中心和專機(jī)在這方面做得不好，特別是國產(chǎn)專機(jī)。國產(chǎn)專機(jī)在沖屑時(shí)由于沖屑流量 不合理或沖洗角度的不合理會(huì)導(dǎo)致液體在射到防護(hù)板后反射到防護(hù)板外面，造成機(jī)床漏 水，而且鐵屑也可能被沖到一些狹小的縫隙中或元器件上，還需要人工清理。MDH80 加工中心設(shè)計(jì)人員可以學(xué)習(xí)進(jìn)口加工中心對(duì)細(xì)節(jié)的處理，吸取國產(chǎn)專機(jī)設(shè)計(jì)上失誤的教 訓(xùn)，以提高在細(xì)節(jié)方面的設(shè)計(jì)水平。為了防止上排系統(tǒng)出現(xiàn)故障隱患，維修人員在維修后要及時(shí)清理切削液中的雜物， 比如斷刀、維修時(shí)用的手套等，以防止這些雜物被吸入上排系統(tǒng)，導(dǎo)致上排系統(tǒng)堵塞。3.3.10集中潤(rùn)滑系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)措施集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的故障較少，主要就是潤(rùn)滑油壓力不足。而且該系統(tǒng)所需的維修時(shí)間 很短，只要及時(shí)檢查潤(rùn)滑油泵就能排除。3.3.11故障原因總結(jié)通過上述對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的故障原因分析可以看出，大部分故障是由于設(shè)計(jì)不合理或 裝配不合格引起的，符合加工中心處于早期失效期的特點(diǎn)。對(duì)于結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)不合理 之處，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡快提出改進(jìn)方案。對(duì)于一些容易出現(xiàn)問題的元器件要重新檢查其 性能和裝配是否牢靠。對(duì)于容易出現(xiàn)誤操作的地方要加強(qiáng)監(jiān)督和管理。大部分系統(tǒng)中都 有一些故障隱患，雖然暫時(shí)沒有出現(xiàn)故障，但也要在早期失效期內(nèi)將這些隱患都解除。 維修人員要根據(jù)故障樹分析法分析出的故障原因，事先制定好故障排查方案，以減少故 障維修時(shí)間，提高加工中心生產(chǎn)效率。因此利用故障樹來分析MDH80加工中心的故障原因，對(duì)于加快加工中心渡過早期 失效期和優(yōu)化維修管理策略具有很大的作用。3.4本章小結(jié)本章利用FMECA法，總結(jié)了發(fā)生在MDH80加工中心上的所有的故障模式，并將 這些故障模式分為了六類。其中功能型和狀態(tài)型故障模式所占的比例都超過了 30%，應(yīng) 該加強(qiáng)注意。對(duì)各類故障模式可能造成的影響進(jìn)行了分析。介紹了 FMECA中的CAS 量分析法，并計(jì)算出了每個(gè)故障模式和各子系統(tǒng)對(duì)加工中心的危害度。列出了需要重點(diǎn) 解決的13個(gè)故障模式。通過比較各子系統(tǒng)的故障危害度和故障頻率，可以得出結(jié)論： 維修人員在制定維修策略時(shí)應(yīng)該以故障危害度的大小作為參考，而不是故障頻率。本章 也總結(jié)了建立加工中心故障樹的規(guī)則和作用，并根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)的特點(diǎn)和故障模式建立了各個(gè)子系統(tǒng)的故障樹。根據(jù)各子系統(tǒng)的故障樹，本章針對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的故障和存在的 隱患提出了改進(jìn)措施，為加快MDH80加工中心渡過早期失效期并優(yōu)化維修管理策略提 供了依據(jù)。