Đơn hàng lớn bị chậm. Lập trình viên trưởng nghỉ ốm. Khách hàng thân thiết nhất của bạn vừa nhắn tin hỏi về báo giá lẽ ra phải nộp vào thứ Ba tuần trước. Ai mà có thời gian để lo lắng về dầu bôi trơn đang nhỏ giọt chậm chạp từ phía sau...Máy tiện CNCHoặc bạn đang tự hỏi liệu tiếng vo ve nhỏ phát ra từ trung tâm gia công ngang có phải là dấu hiệu của sự cố trục chính hay không?
Điều này dễ hiểu. Ai cũng bận rộn, nhưng việc bỏ bê bảo dưỡng máy móc không giống như việc lái xe đi làm khi lốp sau bên trái hơi non hơi. Chi phí do không bảo dưỡng thiết bị CNC thường xuyên và đúng cách sẽ cao hơn nhiều so với chi phí sửa chữa không thể tránh khỏi nhưng bất ngờ. Điều này có thể dẫn đến việc giảm độ chính xác của sản phẩm, rút ngắn tuổi thọ dụng cụ và có thể gây ra nhiều tuần ngừng hoạt động ngoài kế hoạch trong khi chờ đợi linh kiện từ nước ngoài.
Để tránh tất cả những vấn đề đó, hãy bắt đầu với một trong những công việc đơn giản nhất: lau chùi thiết bị sau mỗi ca làm việc. Đó là điều mà Kanon Shiu, kỹ sư sản phẩm và dịch vụ tại Chevalier Machinery Inc. ở Santa Fe Springs, California, cho biết, ông bày tỏ sự tiếc nuối rằng quá nhiều chủ sở hữu máy công cụ có thể làm tốt hơn trong công việc bảo trì cơ bản này. “Nếu bạn không giữ cho máy móc sạch sẽ, chắc chắn sẽ gây ra nhiều vấn đề,” ông nói.
Giống như nhiều nhà thầu xây dựng khác, Chevalier lắp đặt các ống xả nước cho các công trình của mình.máy tiệnVàtrung tâm gia côngNhững thiết bị này rất tốt để phun khí nén lên bề mặt máy, vì khí nén có thể thổi các mảnh vụn nhỏ và bụi mịn vào khu vực rãnh dẫn. Nếu được trang bị thiết bị như vậy, băng tải phoi và dây đai phải được giữ thông thoáng trong quá trình gia công để tránh tích tụ phoi. Nếu không, phoi tích tụ có thể khiến động cơ dừng hoạt động và bị hư hỏng khi khởi động lại. Bộ lọc cần được làm sạch hoặc thay thế thường xuyên, cũng như khay chứa dầu và dung dịch làm mát.
“Tất cả những điều này ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ chúng tôi đưa máy móc hoạt động trở lại khi cần sửa chữa,” Shiu nói. “Khi chúng tôi đến hiện trường và thiết bị bị bẩn, việc sửa chữa mất nhiều thời gian hơn. Điều này là do các kỹ thuật viên có thể chỉ làm sạch khu vực bị ảnh hưởng trong nửa đầu chuyến thăm trước khi họ bắt đầu chẩn đoán vấn đề. Kết quả là không có thời gian ngừng hoạt động cần thiết, và có khả năng phát sinh chi phí bảo trì cao hơn.”
Shiu cũng khuyến nghị sử dụng dụng cụ vớt dầu để loại bỏ dầu thừa trong thùng dầu của máy. Brent Morgan cũng đồng ý với quan điểm này. Là kỹ sư ứng dụng tại Castrol Lubricants ở Wayne, New Jersey, ông cho rằng việc vớt dầu, bảo dưỡng thùng dầu thường xuyên và theo dõi định kỳ độ pH và nồng độ của dung dịch làm mát sẽ giúp kéo dài tuổi thọ của dung dịch làm mát, cũng như tuổi thọ của dụng cụ cắt và thậm chí cả máy móc.
Tuy nhiên, Morgan cũng cung cấp một phương pháp bảo dưỡng dung dịch làm mát tự động có tên Castrol SmartControl, điều này có thể ảnh hưởng đến quy mô của bất kỳ xưởng nào có ý định đầu tư vào một hệ thống làm mát tập trung.
Ông giải thích rằng SmartControl đã được ra mắt “khoảng một năm trước”. Nó được phát triển với sự hợp tác của nhà sản xuất thiết bị điều khiển công nghiệp Tiefenbach, và chủ yếu được thiết kế cho các cửa hàng có hệ thống trung tâm. Có hai phiên bản. Cả hai đều liên tục giám sát dung dịch cắt gọt, kiểm tra nồng độ, độ pH, độ dẫn điện, nhiệt độ và lưu lượng, v.v., và thông báo cho người dùng khi một trong số chúng cần được chú ý. Các phiên bản tiên tiến hơn có thể tự động điều chỉnh một số giá trị này - nếu nó đọc được nồng độ thấp, SmartControl sẽ thêm chất cô đặc, giống như nó sẽ điều chỉnh độ pH bằng cách thêm chất đệm khi cần thiết.
“Khách hàng thích những hệ thống này vì không có rắc rối nào liên quan đến việc bảo dưỡng dung dịch làm mát,” Morgan nói. “Bạn chỉ cần kiểm tra đèn báo và nếu có bất kỳ sự bất thường nào, hãy thực hiện các biện pháp thích hợp. Nếu có kết nối Internet, người dùng có thể giám sát từ xa. Ngoài ra còn có ổ cứng tích hợp có thể lưu trữ lịch sử hoạt động bảo dưỡng dung dịch làm mát trong 30 ngày.”
Với xu hướng Công nghiệp 4.0 và công nghệ Internet vạn vật công nghiệp (IIoT), các hệ thống giám sát từ xa như vậy ngày càng trở nên phổ biến. Ví dụ, Kanon Shiu của Chevalier đã đề cập đến hệ thống iMCS (Hệ thống giao tiếp máy móc thông minh) của công ty. Giống như tất cả các hệ thống tương tự, nó thu thập thông tin về nhiều hoạt động liên quan đến sản xuất. Nhưng điều quan trọng không kém là khả năng phát hiện nhiệt độ, độ rung và thậm chí cả va chạm, cung cấp thông tin có giá trị cho những người chịu trách nhiệm bảo trì máy móc.
Guy Parenteau cũng rất giỏi về giám sát từ xa. Giám đốc kỹ thuật của Methods Machine Tools Inc., Sudbury, Massachusetts, chỉ ra rằng giám sát máy móc từ xa cho phép cả nhà sản xuất và khách hàng thiết lập các tiêu chuẩn vận hành cơ bản, sau đó có thể được sử dụng bởi các thuật toán dựa trên trí tuệ nhân tạo để xác định các xu hướng điện cơ. Từ đó dẫn đến bảo trì dự đoán, một công nghệ có thể cải thiện hiệu suất tổng thể của thiết bị (OEE).
“Ngày càng nhiều xưởng sử dụng phần mềm giám sát năng suất để hiểu và tối ưu hóa hiệu quả quy trình,” Parenteau nói. “Bước tiếp theo là phân tích các mẫu hao mòn linh kiện, sự thay đổi tải trọng servo, sự tăng nhiệt độ, v.v. trong dữ liệu máy. Khi so sánh các giá trị này với các giá trị khi máy còn mới, bạn có thể dự đoán sự hỏng hóc của động cơ hoặc báo cho ai đó biết rằng ổ trục chính sắp rơi ra.”
Ông nhấn mạnh rằng phân tích này là hai chiều. Với quyền truy cập mạng, nhà phân phối hoặc nhà sản xuất có thể giám sát khách hàng.CNCTương tự như cách FANUC sử dụng hệ thống ZDT (không gián đoạn hoạt động) để thực hiện kiểm tra tình trạng từ xa cho robot. Tính năng này có thể cảnh báo các nhà sản xuất về các vấn đề tiềm ẩn và giúp họ xác định và loại bỏ các lỗi sản phẩm.
Những khách hàng không muốn mở cổng trong tường lửa (hoặc trả phí dịch vụ) có thể chọn tự giám sát dữ liệu. Ông Parenteau cho biết điều này không có vấn đề gì, nhưng ông nói thêm rằng các nhà sản xuất thường có khả năng xác định các vấn đề bảo trì và vận hành trước đó tốt hơn. “Họ biết khả năng của máy móc hoặc robot. Nếu bất cứ điều gì vượt quá giá trị đã được xác định trước, họ có thể dễ dàng kích hoạt báo động để báo hiệu rằng sự cố sắp xảy ra, hoặc khách hàng có thể đang vận hành máy quá tải.”
Ngay cả khi không có truy cập từ xa, việc bảo trì máy móc cũng trở nên dễ dàng và hiện đại hơn trước. Ira Busman, phó chủ tịch phụ trách dịch vụ khách hàng tại Okuma America Corp. ở Charlotte, Bắc Carolina, đã lấy ví dụ về các loại xe hơi và xe tải mới. Ông nói: “Máy tính trên xe sẽ cho bạn biết mọi thứ, và ở một số mẫu xe, nó thậm chí còn tự động đặt lịch hẹn với đại lý cho bạn. Ngành công nghiệp máy công cụ còn chậm phát triển hơn về mặt này, nhưng hãy yên tâm, nó cũng đang tiến theo hướng tương tự.”
Đây là tin tốt, bởi vì hầu hết những người được phỏng vấn cho bài báo này đều đồng ý về một điều: công việc bảo trì thiết bị tại xưởng thường không được như ý. Đối với những chủ sở hữu máy công cụ Okuma đang tìm kiếm sự hỗ trợ trong công việc khó chịu này, Busman đã chỉ ra App Store của công ty. Nó cung cấp các tiện ích nhắc nhở bảo trì định kỳ, chức năng giám sát và điều khiển, thông báo cảnh báo, v.v. Ông cho biết, giống như hầu hết các nhà sản xuất và phân phối máy công cụ, Okuma đang cố gắng làm cho cuộc sống tại xưởng trở nên đơn giản nhất có thể. Quan trọng hơn, Okuma muốn làm cho nó “thông minh nhất có thể”. Khi các cảm biến dựa trên IIoT thu thập thông tin về vòng bi, động cơ và các thành phần điện cơ khác, các chức năng ô tô được mô tả trước đó đang dần trở thành hiện thực trong lĩnh vực sản xuất. Máy tính của máy liên tục đánh giá dữ liệu này, sử dụng trí tuệ nhân tạo để xác định khi nào có sự cố xảy ra.
Tuy nhiên, như những người khác đã chỉ ra, việc có một điểm chuẩn để so sánh là rất cần thiết. Ông Busman cho biết: “Khi Okuma sản xuất trục chính cho một trong những máy tiện hoặc trung tâm gia công của mình, chúng tôi thu thập các đặc tính về độ rung, nhiệt độ và độ lệch tâm của trục chính. Sau đó, thuật toán trong bộ điều khiển có thể giám sát các giá trị này và khi chúng đạt đến một điểm được xác định trước, bộ điều khiển sẽ thông báo cho người vận hành máy hoặc gửi cảnh báo đến hệ thống bên ngoài, báo cho họ biết rằng có thể cần phải gọi kỹ thuật viên đến.”
Mike Hampton, chuyên gia phát triển kinh doanh phụ tùng hậu mãi của Okuma, cho biết khả năng cuối cùng - cảnh báo đến một hệ thống bên ngoài - vẫn còn nhiều vấn đề. “Tôi ước tính rằng chỉ một tỷ lệ nhỏ trong số đóMáy CNC"Chúng được kết nối với Internet," ông nói. "Khi ngành công nghiệp ngày càng phụ thuộc vào dữ liệu, điều này sẽ trở thành một thách thức nghiêm trọng."
“Việc giới thiệu công nghệ 5G và các công nghệ di động khác có thể cải thiện tình hình, nhưng vẫn còn rất nhiều sự ngần ngại – chủ yếu là từ đội ngũ IT của khách hàng – trong việc cho phép truy cập từ xa vào máy móc của họ,” Hampton tiếp tục. “Vì vậy, trong khi Okuma và các công ty khác muốn cung cấp các dịch vụ bảo trì máy móc chủ động hơn và tăng cường giao tiếp với khách hàng, thì khả năng kết nối vẫn là trở ngại lớn nhất.”
Trước khi ngày đó đến, xưởng có thể tăng thời gian hoạt động và chất lượng linh kiện bằng cách tiến hành kiểm tra định kỳ tình trạng thiết bị bằng cách sử dụng thước đo hoặc hệ thống hiệu chuẩn laser. Đó là những gì Dan Skulan, tổng giám đốc đo lường công nghiệp tại West Dundee Renishaw, Illinois, đã nói. Ông đồng ý với những người khác được phỏng vấn cho bài báo này rằng việc thiết lập một đường cơ sở ngay từ đầu vòng đời của máy công cụ là một phần quan trọng của bất kỳ kế hoạch bảo trì phòng ngừa nào. Bất kỳ sự sai lệch nào so với đường cơ sở này sau đó có thể được sử dụng để xác định các bộ phận bị mòn hoặc hư hỏng và các điều kiện không cân bằng. “Lý do đầu tiên khiến máy công cụ mất độ chính xác định vị là chúng không được lắp đặt an toàn, cân bằng đúng cách và sau đó được kiểm tra thường xuyên,” Skulan nói. “Điều này sẽ khiến các máy chất lượng cao hoạt động kém hiệu quả. Ngược lại, nó sẽ khiến các máy tầm trung hoạt động như những máy đắt tiền hơn nhiều. Không còn nghi ngờ gì nữa, việc cân bằng là phương pháp tiết kiệm chi phí và dễ thực hiện nhất.”
Một ví dụ đáng chú ý đến từ một đại lý máy công cụ ở Indiana. Khi thiết lập trung tâm gia công đứng, kỹ sư ứng dụng ở đó nhận thấy rằng nó được đặt sai vị trí. Anh ấy đã gọi cho Skulan, và họ đã mang đến một trong những hệ thống thanh cân bằng QC20-W của công ty.
“Trục X và trục Y lệch nhau khoảng 0,004 inch (0,102 mm). Kiểm tra nhanh bằng thước đo độ thăng bằng đã xác nhận nghi ngờ của tôi rằng máy không được cân bằng,” Skulan nói. Sau khi đặt thanh bi vào chế độ lặp lại, hai người từ từ siết chặt từng thanh đẩy một cho đến khi máy hoàn toàn cân bằng và độ chính xác định vị nằm trong phạm vi 0,0002″ (0,005 mm).
Thanh cân bằng rất phù hợp để phát hiện độ thẳng đứng và các vấn đề tương tự, nhưng để bù sai số liên quan đến độ chính xác của máy đo thể tích, phương pháp phát hiện tốt nhất là sử dụng giao thoa kế laser hoặc máy hiệu chuẩn đa trục. Renishaw cung cấp nhiều hệ thống như vậy, và Skulan khuyến nghị nên sử dụng chúng ngay sau khi máy được lắp đặt, và sau đó sử dụng thường xuyên tùy theo loại gia công được thực hiện.
“Giả sử bạn đang chế tạo các bộ phận tiện kim cương cho Kính viễn vọng không gian James Webb, và bạn cần giữ dung sai trong phạm vi vài nanomet,” ông nói. “Trong trường hợp này, bạn có thể thực hiện kiểm tra hiệu chuẩn trước mỗi lần cắt. Mặt khác, một xưởng gia công các bộ phận ván trượt thành các mảnh có độ chính xác cộng hoặc trừ năm có thể hoạt động với chi phí tối thiểu; theo tôi, ít nhất mỗi năm một lần là đủ, với điều kiện máy móc đã được ổn định và bảo trì ở mức độ nhất định.”
Thanh cân bằng rất dễ sử dụng, và sau một thời gian đào tạo, hầu hết các xưởng đều có thể tự thực hiện hiệu chuẩn laser trên máy móc của mình. Điều này đặc biệt đúng đối với thiết bị mới, thường chịu trách nhiệm thiết lập giá trị bù nội bộ của máy CNC. Đối với các xưởng có số lượng lớn máy công cụ và/hoặc nhiều thiết bị, phần mềm có thể theo dõi bảo trì. Trong trường hợp của Skulan, đó là Renishaw Central, phần mềm thu thập và sắp xếp dữ liệu từ phần mềm đo laser CARTO của công ty.
Đối với các xưởng thiếu thời gian, nguồn lực hoặc không muốn bảo trì máy móc, Hayden Wellman, phó chủ tịch cấp cao của Absolute Machine Tools Inc. tại Lorraine, Ohio, có một đội ngũ có thể thực hiện việc đó. Giống như nhiều nhà phân phối khác, Absolute cung cấp một loạt các chương trình bảo trì phòng ngừa, từ cấp độ đồng, bạc đến vàng. Absolute cũng cung cấp các dịch vụ riêng lẻ như bù sai số bước ren, điều chỉnh servo, và hiệu chuẩn và căn chỉnh bằng laser.
“Đối với các xưởng không có kế hoạch bảo trì định kỳ, chúng tôi sẽ thực hiện các công việc hàng ngày như thay dầu thủy lực, kiểm tra rò rỉ khí, điều chỉnh khe hở và đảm bảo độ cân bằng của máy móc,” Wellman nói. “Đối với các xưởng tự thực hiện việc này, chúng tôi có đầy đủ các máy cắt laser và các dụng cụ khác cần thiết để đảm bảo thiết bị của họ hoạt động đúng như thiết kế. Một số người làm việc này mỗi năm một lần, một số người làm ít thường xuyên hơn, nhưng điều quan trọng là họ phải làm thường xuyên.”
Wellman đã chia sẻ một số tình huống tồi tệ, chẳng hạn như hư hỏng đường sá do bộ phận hạn chế lưu lượng dầu bị tắc nghẽn, và trục chính bị hỏng do chất lỏng bẩn hoặc gioăng bị mòn. Không khó để hình dung kết quả cuối cùng của những sự cố bảo trì này. Tuy nhiên, ông chỉ ra một tình huống thường khiến các chủ cửa hàng ngạc nhiên: người vận hành máy móc có thể bù đắp cho những máy móc được bảo trì kém và lập trình chúng để giải quyết các vấn đề về căn chỉnh và độ chính xác. “Cuối cùng, tình hình trở nên tồi tệ đến mức máy móc ngừng hoạt động, hoặc tệ hơn, người vận hành bỏ việc, và không ai có thể tìm ra cách để sản xuất các bộ phận tốt,” Wilman nói. “Dù thế nào đi nữa, cuối cùng nó sẽ mang lại chi phí cho cửa hàng nhiều hơn so với kế hoạch bảo trì tốt mà họ đã từng thực hiện.”
Thời gian đăng bài: 22/7/2021