Pesquisa em Gestão de Manutenção e Manutenção de Centros de Usinagem CNC
Resumo: Este artigo aborda em detalhes a importância da gestão da manutenção e da manutenção de centros de usinagem CNC, analisando profundamente os mesmos aspectos da gestão da manutenção entre centros de usinagem CNC e máquinas-ferramenta comuns, incluindo o sistema de designação de pessoal específico para operar, manter e ocupar determinados cargos, treinamento profissional, sistemas de inspeção e manutenção, etc. Ao mesmo tempo, enfatiza os aspectos específicos da gestão da manutenção de centros de usinagem CNC, como a seleção racional de métodos de manutenção, o estabelecimento de organizações profissionais de manutenção e redes de cooperação em manutenção, e a gestão abrangente da inspeção. Também fornece uma descrição detalhada dos pontos específicos de manutenção diária, semestral, anual e periódica, com o objetivo de fornecer orientações abrangentes sobre gestão da manutenção e manutenção para a operação eficiente e estável de centros de usinagem CNC.
I. Introdução
Como equipamentos essenciais na indústria de manufatura moderna, os centros de usinagem CNC integram tecnologias multidisciplinares, como máquinas, eletricidade, hidráulica e controle numérico, e possuem características notáveis, como alta precisão, alta eficiência e alto grau de automação. São amplamente utilizados em diversos setores, como aeroespacial, fabricação de automóveis e processamento de moldes, e desempenham um papel decisivo na qualidade do produto e na eficiência da produção. No entanto, os centros de usinagem CNC possuem estruturas complexas e alto conteúdo tecnológico. Uma falha, se ocorrer, não só levará à paralisação da produção e causará enormes perdas econômicas, como também poderá afetar a qualidade do produto e a reputação da empresa. Portanto, a gestão e a manutenção científica e eficaz são de vital importância para os centros de usinagem CNC.
II. O Mesmo Conteúdo na Gestão da Manutenção entre Centros de Usinagem CNC e Máquinas-ferramentas Comuns
(I) Sistema de Atribuição de Pessoal Específico para Operar, Manter e Ocupar Determinadas Posições
Durante a utilização do equipamento, o sistema de designação de pessoal específico para operar, manter e ocupar determinadas posições deve ser rigorosamente respeitado. Este sistema esclarece os operadores e o pessoal de manutenção de cada equipamento, bem como as respetivas funções e âmbito de responsabilidades. Ao atribuir as responsabilidades pela utilização e manutenção do equipamento a indivíduos específicos, a familiaridade e o sentido de responsabilidade dos operadores e do pessoal de manutenção em relação ao equipamento podem ser melhorados. Os operadores podem compreender melhor as características operacionais e as alterações subtis do equipamento durante a utilização a longo prazo do mesmo equipamento e detetar prontamente situações anormais. O pessoal de manutenção também pode ter uma compreensão mais profunda da estrutura e do desempenho do equipamento, realizar a manutenção e a resolução de problemas com mais precisão, melhorando assim a eficiência de utilização e a estabilidade do equipamento e reduzindo problemas como a operação incorreta do equipamento e a manutenção inadequada causadas por mudanças frequentes de pessoal ou responsabilidades pouco claras.
(II) Treinamento Profissional e Proibição de Operação Não Autorizada
A realização de treinamentos abrangentes no local de trabalho é a base para garantir a operação normal dos equipamentos. Operadores e pessoal de manutenção de centros de usinagem CNC e máquinas-ferramenta comuns precisam receber treinamento sistemático, incluindo especificações de operação do equipamento, precauções de segurança, conhecimentos básicos de manutenção, etc. A operação não autorizada é estritamente proibida. Somente pessoal com treinamento profissional e aprovado na avaliação está autorizado a operar o equipamento. Pessoal não autorizado, devido à falta de conhecimento e habilidades necessárias para a operação do equipamento, tem grande probabilidade de causar mau funcionamento do equipamento ou até mesmo acidentes de segurança devido à operação incorreta durante o processo de operação. Por exemplo, aqueles que não estão familiarizados com as funções do painel de controle da máquina-ferramenta podem definir os parâmetros de processamento incorretamente, resultando em colisões entre ferramentas de corte e peças de trabalho, danos a componentes-chave do equipamento, afetando a precisão e a vida útil do equipamento e também representando uma ameaça à segurança dos próprios operadores.
(III) Inspeção de equipamentos e sistemas de manutenção regulares e graduados
A implementação rigorosa do sistema de inspeção de equipamentos é um meio importante para detectar prontamente potenciais problemas nos equipamentos. Tanto os centros de usinagem CNC quanto as máquinas-ferramentas comuns precisam realizar inspeções abrangentes nos equipamentos, de acordo com os ciclos e conteúdos de inspeção especificados. O conteúdo da inspeção abrange todos os aspectos do equipamento, como componentes mecânicos, sistemas elétricos e hidráulicos, incluindo a verificação do estado de lubrificação dos trilhos-guia da máquina-ferramenta, o aperto das conexões dos componentes de transmissão e a presença de conexões soltas nos circuitos elétricos, etc. Por meio de inspeções regulares, sinais anormais podem ser detectados a tempo, antes que ocorram mau funcionamento do equipamento, e as medidas correspondentes podem ser tomadas para o reparo, evitando a expansão do mau funcionamento.
Os sistemas de manutenção regular e gradual são formulados sob a perspectiva da manutenção geral do equipamento. Com base no tempo de uso e nas condições operacionais do equipamento, diferentes níveis de planos de manutenção são desenvolvidos. A manutenção regular inclui trabalhos como limpeza, lubrificação, ajuste e aperto do equipamento para manter suas boas condições operacionais. A manutenção gradual determina diferentes níveis de padrões e requisitos de manutenção de acordo com a importância e a complexidade do equipamento para garantir que os equipamentos principais recebam uma manutenção mais refinada e abrangente. Por exemplo, para a caixa do fuso de uma máquina-ferramenta comum, durante a manutenção regular, é necessário verificar a qualidade e a quantidade do óleo lubrificante e limpar os filtros. Durante a manutenção gradual, pode ser necessário verificar e ajustar a pré-carga dos rolamentos do fuso para garantir a precisão rotacional e a estabilidade do fuso.
(IV) Manutenção de Registros e Gestão de Arquivos
Implementar o sistema de cartão de atribuição de tarefas para a equipe de manutenção e registrar cuidadosamente informações detalhadas, como fenômenos, causas e processos de manutenção de mau funcionamento, além de estabelecer arquivos de manutenção completos, são de grande importância para o gerenciamento de equipamentos a longo prazo. Os registros de manutenção podem fornecer materiais de referência valiosos para a manutenção e solução de problemas subsequentes do equipamento. Quando mau funcionamento semelhante ocorrer novamente no equipamento, a equipe de manutenção pode entender rapidamente os métodos anteriores de tratamento de mau funcionamento e as informações sobre as peças substituídas, consultando os arquivos de manutenção, melhorando assim a eficiência da manutenção e reduzindo o tempo de manutenção. Ao mesmo tempo, os arquivos de manutenção também ajudam a analisar os padrões de mau funcionamento e a confiabilidade do equipamento, fornecendo uma base para a formulação de planos razoáveis de renovação e melhoria do equipamento. Por exemplo, por meio da análise dos arquivos de manutenção de uma determinada máquina-ferramenta, verifica-se que um determinado componente em seu sistema elétrico frequentemente apresenta mau funcionamento após um determinado período de operação. Assim, pode-se considerar a substituição antecipada desse componente ou a otimização do projeto do sistema elétrico para melhorar a confiabilidade do equipamento.
(V) Rede de Cooperação de Manutenção e Sistema de Diagnóstico Especializado
O estabelecimento de uma rede de cooperação em manutenção e a execução do trabalho do sistema de diagnóstico especializado têm um efeito positivo na melhoria do nível de manutenção dos equipamentos e na resolução de avarias complexas. Dentro de uma empresa, diferentes profissionais de manutenção possuem diferentes habilidades e experiências profissionais. Por meio da rede de cooperação em manutenção, é possível realizar intercâmbios técnicos e o compartilhamento de recursos. Ao se depararem com avarias complexas, eles podem compartilhar seus conhecimentos e explorar soluções em conjunto. O sistema de diagnóstico especializado realiza diagnósticos inteligentes de avarias em equipamentos com o auxílio da tecnologia computacional e da base de conhecimento da experiência especializada. Por exemplo, ao inserir os fenômenos, causas e soluções comuns de avarias em centros de usinagem CNC no sistema de diagnóstico especializado, quando o equipamento apresenta avarias, o sistema pode fornecer possíveis causas de avarias e sugestões de manutenção de acordo com as informações de avaria inseridas, fornecendo um suporte técnico robusto para a equipe de manutenção. Especialmente para alguns profissionais de manutenção com experiência insuficiente, isso pode ajudá-los a localizar e resolver avarias mais rapidamente.
III. Conteúdos a Serem Enfatizados na Gestão da Manutenção de Centros de Usinagem CNC
(I) Seleção Racional de Métodos de Manutenção
Os métodos de manutenção de centros de usinagem CNC incluem manutenção corretiva, manutenção preventiva, manutenção corretiva e preventiva, manutenção preditiva ou baseada em condições e manutenção preventiva, etc. A seleção racional de métodos de manutenção precisa considerar vários fatores de forma abrangente. Manutenção corretiva significa realizar a manutenção após o mau funcionamento do equipamento. Este método é aplicável a alguns equipamentos não críticos ou situações em que as consequências do mau funcionamento são mínimas e os custos de manutenção são baixos. Por exemplo, quando algum equipamento auxiliar de iluminação ou ventiladores de resfriamento não críticos de um centro de usinagem CNC apresentam mau funcionamento, o método de manutenção corretiva pode ser adotado. Eles podem ser substituídos a tempo após serem danificados, sem impacto significativo na produção.
A manutenção preventiva consiste em realizar a manutenção do equipamento de acordo com o ciclo e os conteúdos pré-determinados para evitar a ocorrência de mau funcionamento. Este método é aplicável a situações em que o mau funcionamento do equipamento apresenta uma periodicidade ou padrões de desgaste evidentes. Por exemplo, os rolamentos do fuso de um centro de usinagem CNC podem ser substituídos ou submetidos a manutenção regular de acordo com sua vida útil e tempo de operação, o que pode prevenir eficazmente a perda de precisão do fuso e o mau funcionamento causado pelo desgaste dos rolamentos.
A manutenção corretiva e preventiva visa aprimorar o equipamento durante o processo de manutenção para aprimorar seu desempenho ou confiabilidade. Por exemplo, quando se constata a existência de aspectos irracionais no projeto estrutural de um centro de usinagem CNC, resultando em precisão de processamento instável ou mau funcionamento frequente, a estrutura pode ser otimizada e renovada durante a manutenção para melhorar o desempenho geral do equipamento.
A manutenção preditiva ou baseada em condições consiste em monitorar o estado operacional do equipamento em tempo real por meio de tecnologias avançadas de monitoramento, prever possíveis mau funcionamento do equipamento com base nos dados de monitoramento e realizar a manutenção antes que ocorram. Esse método é particularmente importante para os principais componentes e sistemas de centros de usinagem CNC. Por exemplo, ao utilizar tecnologias como análise de vibração, monitoramento de temperatura e análise de óleo para monitorar o sistema do fuso, quando for constatado que o valor da vibração aumenta anormalmente ou a temperatura do óleo está muito alta, o fuso pode ser inspecionado e mantido a tempo para evitar danos graves ao fuso e garantir a operação de alta precisão do centro de usinagem. A prevenção de manutenção considera a manutenibilidade do equipamento desde as etapas de projeto e fabricação para facilitar a manutenção do equipamento no processo de uso subsequente. Ao selecionar um centro de usinagem CNC, deve-se prestar atenção ao seu projeto de prevenção de manutenção, como o design modular de componentes e estruturas que são fáceis de desmontar e instalar. Ao avaliar os métodos de manutenção, avaliações abrangentes precisam ser feitas a partir de aspectos como custos de reparo, perdas por paradas de produção, trabalho de organização da manutenção e efeitos do reparo. Por exemplo, para um centro de usinagem CNC de alto valor agregado e com uma produção intensa, embora o investimento em equipamentos de monitoramento e tecnologias para manutenção preditiva seja relativamente alto, comparado às perdas por paradas de produção a longo prazo causadas por falhas repentinas no equipamento, esse investimento vale a pena. Ele pode reduzir efetivamente o tempo de inatividade do equipamento, melhorar a eficiência da produção e garantir o ciclo de entrega do produto.
(II) Criação de Organizações Profissionais de Manutenção e Redes de Cooperação em Manutenção
Devido à complexidade e à tecnologia avançada dos centros de usinagem CNC, a criação de organizações de manutenção profissional é fundamental para garantir seu funcionamento normal. As organizações de manutenção profissional devem contar com pessoal de manutenção com conhecimento e habilidades profissionais em diversos aspectos, como máquinas, eletricidade e controle numérico. Esse pessoal não deve apenas estar familiarizado com a estrutura de hardware dos centros de usinagem CNC, mas também dominar as tecnologias de programação, depuração e diagnóstico de falhas de seus sistemas de controle numérico. As organizações de manutenção interna devem dispor de ferramentas de manutenção e equipamentos de teste completos, como ferramentas de medição de alta precisão, instrumentos de teste elétrico e instrumentos de diagnóstico de sistemas de controle numérico, para atender às necessidades de manutenção em diferentes tipos de falhas.
Ao mesmo tempo, o estabelecimento de uma rede de cooperação em manutenção pode aprimorar ainda mais a capacidade de manutenção e a eficiência na utilização de recursos. A rede de cooperação em manutenção pode abranger fabricantes de equipamentos, empresas de serviços de manutenção profissional e departamentos de manutenção de outras empresas do setor. Ao estabelecer um relacionamento cooperativo próximo com os fabricantes de equipamentos, é possível obter materiais técnicos, manuais de manutenção e as informações mais recentes sobre atualizações de software dos equipamentos em tempo hábil. Em caso de avarias graves ou problemas complexos, é possível obter orientação remota ou suporte no local dos especialistas técnicos dos fabricantes. Ao cooperar com empresas de serviços de manutenção profissional, quando a força de manutenção da própria empresa for insuficiente, a força profissional externa pode ser emprestada para solucionar rapidamente as avarias dos equipamentos. A cooperação em manutenção entre empresas do setor pode concretizar o compartilhamento de experiência e recursos de manutenção. Por exemplo, quando uma empresa acumula experiência valiosa no reparo de uma avaria específica de um determinado modelo de centro de usinagem CNC, essa experiência pode ser compartilhada com outras empresas por meio da rede de cooperação em manutenção, evitando que outras empresas repitam a exploração ao encontrar o mesmo problema e melhorando o nível de manutenção de todo o setor.
(III) Gestão de Inspeção
O gerenciamento de inspeção de centros de usinagem CNC realiza um gerenciamento abrangente dos equipamentos em termos de pontos fixos, tempos fixos, padrões fixos, itens fixos, pessoal fixo, métodos fixos, inspeção, registro, manuseio e análise de acordo com documentos relevantes.
Pontos fixos referem-se à determinação das partes do equipamento que precisam ser inspecionadas, como trilhos-guia, parafusos de avanço, fusos e gabinetes de controle elétrico da máquina-ferramenta, que são peças-chave. Essas peças são propensas a problemas como desgaste, folga e superaquecimento durante a operação do equipamento. Anormalidades podem ser detectadas a tempo por meio de inspeções de ponto fixo. Padrões fixos servem para definir valores ou faixas padrão normais para cada ponto de inspeção. Por exemplo, a precisão rotacional do fuso, a retidão dos trilhos-guia e a faixa de pressão do sistema hidráulico. Durante a inspeção, os valores reais medidos são comparados com os valores padrão para avaliar se o equipamento está normal. Tempos fixos servem para esclarecer o ciclo de inspeção de cada item de inspeção, que é determinado de acordo com fatores como tempo de execução, intensidade de trabalho e padrões de desgaste dos componentes, como itens de inspeção com ciclos diferentes, como diário, semanal e mensal. Os itens fixos estipulam conteúdos específicos de inspeção, como a verificação da estabilidade da velocidade de rotação do fuso, o estado de lubrificação do fuso de avanço e a confiabilidade do aterramento do sistema elétrico. O pessoal fixo designa responsáveis específicos para cada item de inspeção, a fim de garantir a execução do trabalho de inspeção. Os métodos fixos determinam os métodos de inspeção, incluindo o uso de ferramentas de detecção, instrumentos e as etapas operacionais da inspeção, como o uso de um micrômetro para medir a retidão dos trilhos-guia e o uso de um termômetro infravermelho para detectar a temperatura do fuso.
Durante o processo de inspeção, a equipe de inspeção realiza inspeções no equipamento de acordo com os métodos e ciclos especificados e faz registros detalhados. O conteúdo do registro inclui informações como horário da inspeção, peças inspecionadas, valores medidos e se estão normais. O gerenciamento consiste em tomar as medidas correspondentes em tempo hábil para os problemas encontrados durante a inspeção, como ajustes, apertos, lubrificação e substituição de peças. Para algumas pequenas anormalidades, elas podem ser tratadas imediatamente no local. Para problemas mais sérios, um plano de manutenção precisa ser formulado e uma equipe de manutenção profissional é designada para realizar a manutenção. A análise é uma parte importante do gerenciamento de inspeção. Ao analisar os registros de inspeção dentro de um determinado período, o status operacional e os padrões de mau funcionamento do equipamento são resumidos. Por exemplo, se for constatado que a frequência de situações anormais em uma determinada peça aumenta gradualmente, é necessário realizar uma análise aprofundada das causas. Pode ser devido ao aumento do desgaste de componentes ou a mudanças no ambiente de trabalho do equipamento. Assim, medidas preventivas podem ser tomadas com antecedência, como ajustar os parâmetros do equipamento, melhorar o ambiente de trabalho ou preparar a substituição de peças com antecedência.
- Inspeção diária
A inspeção diária é realizada principalmente por operadores de máquinas-ferramenta. É a inspeção dos componentes gerais da máquina-ferramenta e o tratamento e inspeção de mau funcionamento que ocorrem durante a operação da máquina-ferramenta. Por exemplo, é necessário verificar o medidor de nível de óleo e a quantidade de óleo do tanque de óleo lubrificante do trilho-guia todos os dias para garantir que o óleo lubrificante seja adicionado a tempo, para que a bomba de lubrificação possa ligar e desligar regularmente para garantir uma boa lubrificação dos trilhos-guia e reduzir o desgaste. Enquanto isso, é necessário remover cavacos e sujeira nas superfícies dos trilhos-guia dos eixos XYZ, verificar se o óleo lubrificante é suficiente e verificar se há arranhões ou danos nas superfícies dos trilhos-guia. Se arranhões forem encontrados, medidas de reparo devem ser tomadas a tempo para evitar que eles se deteriorem ainda mais e afetem a precisão da máquina-ferramenta. Verifique se a pressão da fonte de ar comprimido está dentro da faixa normal, limpe o filtro de separação automática de água e o secador de ar automático da fonte de ar e remova imediatamente a água filtrada pelo filtro de separação de água para garantir o funcionamento normal do secador de ar automático e fornecer uma fonte de ar limpa e seca para o sistema pneumático da máquina-ferramenta, a fim de evitar mau funcionamento dos componentes pneumáticos causados por problemas na fonte de ar. Também é necessário verificar os níveis de óleo do conversor gás-líquido e do booster. Quando o nível de óleo estiver insuficiente, reabasteça-o a tempo. Preste atenção se a quantidade de óleo no tanque de óleo de temperatura constante de lubrificação do eixo é suficiente e ajuste a faixa de temperatura para fornecer lubrificação estável e uma temperatura de trabalho adequada para o eixo, a fim de garantir a operação de alta precisão do eixo. Para o sistema hidráulico da máquina-ferramenta, verifique se há ruídos anormais no tanque de óleo e na bomba hidráulica, se a indicação do manômetro está normal, se há vazamentos nas tubulações e juntas e se o nível de óleo de trabalho está normal para garantir a operação estável do sistema hidráulico, pois o sistema hidráulico desempenha um papel fundamental em ações como fixação e troca de ferramentas da máquina-ferramenta. Verifique se a indicação da pressão de equilíbrio do sistema de equilíbrio hidráulico está normal e observe se a válvula de equilíbrio funciona normalmente quando a máquina-ferramenta se move rapidamente para evitar o desequilíbrio das partes móveis da máquina-ferramenta causado pelo mau funcionamento do sistema de equilíbrio, o que pode afetar a precisão do processamento e a segurança do equipamento. Para as unidades de entrada e saída do CNC, mantenha o leitor fotoelétrico limpo, garanta uma boa lubrificação da estrutura mecânica e garanta a transmissão normal de dados entre o sistema de controle numérico e o equipamento externo. Além disso, verifique os dispositivos de dissipação de calor e ventilação dos vários gabinetes elétricos para garantir que os ventiladores de cada gabinete elétrico funcionem normalmente e que as telas do filtro do duto de ar não estejam bloqueadas para evitar danos aos componentes elétricos causados pelo excesso de temperatura dentro dos gabinetes elétricos. Por fim, verifique vários dispositivos de proteção, como trilhos-guia e várias tampas de proteção da máquina-ferramenta, para garantir que não estejam soltos para garantir a segurança da operação da máquina-ferramenta e evitar que objetos estranhos, como lascas e líquido de resfriamento, entrem no interior da máquina-ferramenta e danifiquem o equipamento. - Inspeção em tempo integral
A inspeção em tempo integral é realizada por pessoal de manutenção em tempo integral. Concentra-se principalmente na realização de inspeções-chave nas peças-chave e componentes importantes da máquina-ferramenta de acordo com o ciclo, bem como no monitoramento do status do equipamento e no diagnóstico de mau funcionamento. O pessoal de manutenção em tempo integral precisa formular planos de inspeção detalhados e realizar inspeções regulares em componentes-chave, como fusos de esferas, de acordo com os planos. Por exemplo, limpe a graxa antiga do fuso de esferas e aplique graxa nova a cada seis meses para garantir a precisão da transmissão e a suavidade do fuso. Para o circuito de óleo hidráulico, limpe a válvula de alívio, a válvula redutora de pressão, o filtro de óleo e o fundo do tanque de óleo a cada seis meses e substitua ou filtre o óleo hidráulico para evitar mau funcionamento do sistema hidráulico causado por contaminação por óleo. Verifique e substitua as escovas de carvão do servomotor CC anualmente, verifique a superfície do comutador, sopre o pó de carvão, remova rebarbas, substitua as escovas de carvão muito curtas e use-as após o amaciamento para garantir a operação normal e o bom desempenho de regulação de velocidade do motor. Limpe a bomba hidráulica de lubrificação e o filtro de óleo, limpe o fundo da piscina e substitua o filtro de óleo para garantir a limpeza e o fornecimento normal de líquido do sistema de lubrificação. A equipe de manutenção em tempo integral também precisa utilizar equipamentos e tecnologias de detecção avançados para monitorar o estado da máquina-ferramenta. Por exemplo, utilize instrumentos de análise de vibração para monitorar o sistema do fuso e analise o espectro de vibração para avaliar o estado operacional e possíveis falhas do fuso. Utilize a tecnologia de análise de óleo para detectar o óleo no sistema hidráulico e no sistema de lubrificação do fuso e avalie o estado de desgaste do equipamento e o grau de contaminação do óleo de acordo com indicadores como o teor de partículas metálicas e as mudanças de viscosidade do óleo para detectar antecipadamente potenciais riscos de mau funcionamento e formular estratégias de manutenção correspondentes. Ao mesmo tempo, faça registros de diagnóstico de acordo com os resultados da inspeção e do monitoramento, analise profundamente os resultados da manutenção e apresente sugestões para aprimorar a gestão da manutenção do equipamento, como otimizar o ciclo de inspeção, aprimorar o método de lubrificação e aumentar as medidas de proteção para melhorar continuamente a confiabilidade e a estabilidade do equipamento. - Outros pontos de manutenção regulares e irregulares
Além das inspeções diárias e em tempo integral, os centros de usinagem CNC também possuem alguns pontos de manutenção que são realizados semestralmente, anualmente,