Recherche sur la gestion de la maintenance et la maintenance des centres d'usinage CNC
Résumé : Cet article détaille l'importance de la gestion de la maintenance et de l'entretien des centres d'usinage CNC. Il analyse en profondeur les aspects communs à ces deux types de machines, notamment le système d'affectation du personnel à l'exploitation, à la maintenance et au maintien de certains postes, la formation professionnelle, les systèmes d'inspection et de maintenance, etc. Il met également l'accent sur les spécificités de la gestion de la maintenance des centres d'usinage CNC, telles que le choix rationnel des méthodes de maintenance, la création d'organisations de maintenance professionnelles et de réseaux de coopération, ainsi que la gestion complète des inspections. Il fournit également une description détaillée des points de maintenance spécifiques, journaliers, semestriels, annuels et irréguliers, afin de fournir des conseils complets sur la gestion de la maintenance et l'entretien pour un fonctionnement efficace et stable des centres d'usinage CNC.
I. Introduction
Équipements clés de l'industrie manufacturière moderne, les centres d'usinage CNC intègrent des technologies multidisciplinaires telles que la mécanique, l'électricité, l'hydraulique et la commande numérique. Ils possèdent des caractéristiques remarquables telles qu'une haute précision, un rendement élevé et un haut degré d'automatisation. Largement utilisés dans de nombreux secteurs comme l'aéronautique, l'automobile et l'usinage de moules, ils jouent un rôle déterminant dans la qualité des produits et l'efficacité de la production. Cependant, les centres d'usinage CNC présentent des structures complexes et un haut niveau technologique. Un dysfonctionnement peut non seulement entraîner un arrêt de la production et d'importantes pertes économiques, mais aussi nuire à la qualité des produits et à la réputation de l'entreprise. Par conséquent, une gestion de la maintenance scientifique et efficace est essentielle pour les centres d'usinage CNC.
II. Mêmes contenus dans la gestion de la maintenance entre les centres d'usinage CNC et les machines-outils ordinaires
(I) Système d'affectation de personnel spécifique pour exploiter, entretenir et occuper certains postes
Lors de l'utilisation des équipements, le système d'affectation de personnel spécifique à l'exploitation, à la maintenance et à l'entretien doit être strictement respecté. Ce système clarifie les opérateurs et le personnel de maintenance de chaque équipement, ainsi que leurs postes et responsabilités respectifs. L'attribution des responsabilités d'utilisation et de maintenance des équipements à des personnes spécifiques renforce la familiarité et le sens des responsabilités des opérateurs et du personnel de maintenance envers les équipements. Les opérateurs peuvent mieux comprendre les caractéristiques opérationnelles et les variations subtiles des équipements au cours de leur utilisation prolongée et détecter rapidement les anomalies. Le personnel de maintenance peut également mieux comprendre la structure et les performances des équipements, effectuer la maintenance et le dépannage avec plus de précision, améliorant ainsi l'efficacité et la stabilité des équipements et réduisant les problèmes tels que les dysfonctionnements et la maintenance inadéquate causés par des changements fréquents de personnel ou des responsabilités floues.
(II) Formation professionnelle et interdiction d'exploitation non autorisée
Une formation professionnelle complète est essentielle au bon fonctionnement des équipements. Les opérateurs et le personnel de maintenance des centres d'usinage CNC et des machines-outils classiques doivent recevoir une formation systématique, incluant les spécifications d'utilisation des équipements, les précautions de sécurité, les connaissances de base en maintenance, etc. Toute utilisation non autorisée est strictement interdite. Seul le personnel ayant suivi une formation professionnelle et réussi l'évaluation est autorisé à utiliser les équipements. Le manque de connaissances et de compétences nécessaires à leur utilisation expose le personnel non autorisé à des dysfonctionnements, voire à des accidents, dus à une mauvaise manipulation. Par exemple, une personne ne maîtrisant pas les fonctions du panneau de commande de la machine-outil peut mal régler les paramètres d'usinage, ce qui peut entraîner des collisions entre les outils de coupe et les pièces, endommager les composants clés de l'équipement, affecter la précision et la durée de vie de l'équipement, et mettre en danger la sécurité des opérateurs.
(III) Inspection des équipements et systèmes d'entretien régulier et gradué
La mise en œuvre rigoureuse d'un système d'inspection des équipements est essentielle pour détecter rapidement les problèmes potentiels. Les centres d'usinage CNC comme les machines-outils classiques doivent effectuer des inspections complètes de leurs équipements selon les cycles et le contenu d'inspection spécifiés. Ces inspections couvrent tous les aspects de l'équipement, tels que les composants mécaniques, les systèmes électriques et hydrauliques, notamment la vérification de la lubrification des rails de guidage de la machine-outil, du serrage des connexions des composants de transmission et du desserrage des connexions des circuits électriques. Des inspections régulières permettent de détecter les anomalies à temps avant qu'elles ne surviennent et de prendre les mesures correctives appropriées pour éviter leur aggravation.
Les systèmes de maintenance régulière et graduée sont conçus dans une perspective de maintenance globale des équipements. En fonction de la durée d'utilisation et des conditions de fonctionnement des équipements, différents niveaux de plans de maintenance sont élaborés. La maintenance régulière comprend des opérations telles que le nettoyage, la lubrification, le réglage et le serrage des équipements afin de maintenir leur bon état de fonctionnement. La maintenance graduée détermine différents niveaux de normes et d'exigences de maintenance en fonction de l'importance et de la complexité des équipements, afin de garantir une maintenance plus précise et plus complète des équipements clés. Par exemple, pour le boîtier de broche d'une machine-outil ordinaire, lors de la maintenance régulière, il est nécessaire de vérifier la qualité et la quantité d'huile de lubrification et de nettoyer les filtres. Lors de la maintenance graduée, il peut être nécessaire de vérifier et d'ajuster la précharge des roulements de broche afin de garantir la précision et la stabilité de rotation de la broche.
(IV) Gestion des dossiers de maintenance et des archives
La mise en place d'un système de fiches d'affectation pour le personnel de maintenance, l'enregistrement précis d'informations détaillées telles que les phénomènes, les causes et les processus de maintenance des dysfonctionnements, ainsi que la constitution d'archives de maintenance complètes, sont essentiels à la gestion à long terme des équipements. Les archives de maintenance constituent une référence précieuse pour la maintenance et le dépannage ultérieurs des équipements. En cas de récidive de dysfonctionnements similaires, le personnel de maintenance peut rapidement comprendre les méthodes de traitement des dysfonctionnements antérieurs et obtenir des informations sur les pièces remplacées en consultant les archives de maintenance, améliorant ainsi l'efficacité et réduisant les temps de maintenance. Ces archives permettent également d'analyser les schémas de dysfonctionnement et la fiabilité des équipements, et servent de base à l'élaboration de plans de renouvellement et d'amélioration raisonnables. Par exemple, l'analyse des archives de maintenance d'une machine-outil révèle qu'un composant de son système électrique présente fréquemment des dysfonctionnements après un certain temps de fonctionnement. Il est alors possible d'envisager de remplacer ce composant en amont ou d'optimiser la conception du système électrique afin d'améliorer la fiabilité de l'équipement.
(V) Réseau de coopération en matière de maintenance et système de diagnostic expert
La mise en place d'un réseau de coopération en maintenance et la mise en œuvre du système de diagnostic expert contribuent positivement à l'amélioration du niveau de maintenance des équipements et à la résolution des dysfonctionnements complexes. Au sein d'une entreprise, les différents personnels de maintenance possèdent des compétences et des expériences professionnelles variées. Ce réseau favorise les échanges techniques et le partage des ressources. Face à des dysfonctionnements complexes, ils peuvent mettre en commun leurs connaissances et explorer ensemble des solutions. Le système de diagnostic expert établit des diagnostics intelligents des dysfonctionnements des équipements grâce à l'informatique et à l'expertise acquise. Par exemple, en saisissant les phénomènes, les causes et les solutions de dysfonctionnement courants des centres d'usinage CNC, le système peut, en cas de dysfonctionnement de l'équipement, fournir les causes possibles et des suggestions de maintenance en fonction des informations saisies, offrant ainsi un support technique performant au personnel de maintenance. Il peut notamment aider certains personnels de maintenance inexpérimentés à localiser et à résoudre les dysfonctionnements plus rapidement.
III. Contenus à privilégier dans la gestion de la maintenance des centres d'usinage CNC
(I) Sélection rationnelle des méthodes de maintenance
Les méthodes de maintenance des centres d'usinage CNC comprennent la maintenance corrective, la maintenance préventive, la maintenance corrective et préventive, la maintenance prédictive ou conditionnelle, et la maintenance préventive. Le choix rationnel des méthodes de maintenance doit prendre en compte de nombreux facteurs. La maintenance corrective consiste à effectuer la maintenance après un dysfonctionnement de l'équipement. Cette méthode s'applique à certains équipements non critiques ou aux situations où les conséquences des dysfonctionnements sont mineures et les coûts de maintenance faibles. Par exemple, en cas de dysfonctionnement d'un équipement d'éclairage auxiliaire ou de ventilateurs de refroidissement non critiques d'un centre d'usinage CNC, la maintenance corrective peut être adoptée. Ces équipements peuvent être remplacés à temps après un dommage, sans impact significatif sur la production.
La maintenance préventive consiste à entretenir les équipements selon un cycle et un contenu prédéfinis afin de prévenir les dysfonctionnements. Cette méthode s'applique aux situations où les dysfonctionnements des équipements présentent une périodicité ou des schémas d'usure évidents. Par exemple, les roulements de broche d'une machine d'usinage CNC peuvent être remplacés ou entretenus régulièrement en fonction de leur durée de vie et de leur durée de fonctionnement, ce qui permet de prévenir efficacement la baisse de précision de la broche et les dysfonctionnements causés par l'usure des roulements.
La maintenance corrective et préventive vise à améliorer les performances et la fiabilité des équipements pendant leur maintenance. Par exemple, lorsqu'il est constaté que la conception structurelle d'un centre d'usinage CNC présente des défauts, entraînant une instabilité de la précision d'usinage ou des dysfonctionnements fréquents, la structure peut être optimisée et rénovée pendant la maintenance afin d'améliorer les performances globales de l'équipement.
La maintenance prédictive, ou maintenance conditionnelle, consiste à surveiller l'état de fonctionnement des équipements en temps réel grâce à des technologies de surveillance avancées, à anticiper les dysfonctionnements potentiels grâce aux données de surveillance et à effectuer la maintenance avant qu'ils ne surviennent. Cette méthode est particulièrement importante pour les composants et systèmes clés des centres d'usinage CNC. Par exemple, l'utilisation de technologies telles que l'analyse vibratoire, la surveillance de la température et l'analyse de l'huile pour surveiller le système de broche permet, en cas d'augmentation anormale des vibrations ou de température excessive de l'huile, d'inspecter et de maintenir la broche à temps afin d'éviter tout dommage grave et de garantir un fonctionnement de haute précision du centre d'usinage. La prévention de la maintenance prend en compte la maintenabilité des équipements dès la conception et la fabrication afin de faciliter leur maintenance ultérieure. Lors du choix d'un centre d'usinage CNC, il est important de prêter attention à sa conception préventive, notamment la conception modulaire de composants et de structures faciles à démonter et à installer. L'évaluation des méthodes de maintenance nécessite une évaluation complète des coûts de réparation, des pertes dues aux arrêts de production, de l'organisation de la maintenance et de ses conséquences. Par exemple, pour un centre d'usinage CNC à forte valeur ajoutée et à forte activité de production, bien que l'investissement dans les équipements de surveillance et les technologies de maintenance prédictive soit relativement élevé, comparé aux pertes de production à long terme causées par des dysfonctionnements soudains des équipements, cet investissement est rentable. Il permet de réduire efficacement les temps d'arrêt des équipements, d'améliorer l'efficacité de la production et de garantir le cycle de livraison des produits.
(II) Création d'organisations professionnelles de maintenance et de réseaux de coopération en matière de maintenance
Compte tenu de la complexité et de la technologie avancée des centres d'usinage CNC, la mise en place d'organisations de maintenance professionnelles est essentielle pour garantir leur bon fonctionnement. Ces organisations doivent disposer d'un personnel possédant des connaissances et des compétences professionnelles dans de nombreux domaines, tels que les machines, l'électricité et la commande numérique. Ce personnel doit non seulement maîtriser la structure matérielle des centres d'usinage CNC, mais également les technologies de programmation, de débogage et de diagnostic des dysfonctionnements de leurs systèmes de commande numérique. Les organisations de maintenance internes doivent disposer d'outils de maintenance et d'équipements de test complets, tels que des instruments de mesure de haute précision, des instruments de test électrique et des instruments de diagnostic des systèmes de commande numérique, pour répondre aux besoins de maintenance liés à différents types de dysfonctionnements.
Parallèlement, la mise en place d'un réseau de coopération en maintenance peut améliorer les capacités de maintenance et l'efficacité de l'utilisation des ressources. Ce réseau peut couvrir les fabricants d'équipements, les entreprises de maintenance professionnelle et les services de maintenance d'autres entreprises du secteur. Grâce à une étroite collaboration avec les fabricants d'équipements, il est possible d'obtenir rapidement des supports techniques, des manuels de maintenance et les dernières informations sur les mises à jour logicielles des équipements. En cas de dysfonctionnement majeur ou de problème complexe, un accompagnement à distance ou une assistance sur site par les experts techniques des fabricants est possible. En coopérant avec des entreprises de maintenance professionnelles, lorsque les effectifs de maintenance de l'entreprise sont insuffisants, des professionnels externes peuvent être sollicités pour résoudre rapidement les dysfonctionnements. La coopération en maintenance entre entreprises du secteur permet de partager l'expérience et les ressources en matière de maintenance. Par exemple, lorsqu'une entreprise acquiert une expérience précieuse dans la réparation d'un dysfonctionnement spécifique sur un modèle de centre d'usinage CNC, elle peut la partager avec d'autres entreprises via le réseau de coopération en maintenance, évitant ainsi à d'autres entreprises de répéter l'opération lorsqu'elles rencontrent le même problème et améliorant ainsi le niveau de maintenance de l'ensemble du secteur.
(III) Gestion des inspections
La gestion des inspections des centres d'usinage CNC effectue une gestion complète des équipements en termes de points fixes, de temps fixes, de normes fixes, d'éléments fixes, de personnel fixe, de méthodes fixes, d'inspection, d'enregistrement, de manipulation et d'analyse selon les documents pertinents.
Les points fixes désignent les pièces de l'équipement à inspecter, telles que les rails de guidage, les vis-mères, les broches et les armoires de commande électrique de la machine-outil, qui sont des pièces clés. Ces pièces sont sujettes à des problèmes tels que l'usure, le desserrage et la surchauffe pendant le fonctionnement de l'équipement. Les inspections à points fixes permettent de détecter rapidement les anomalies. Les normes fixes définissent des valeurs ou des plages standard pour chaque point d'inspection. Par exemple, la précision de rotation de la broche, la rectitude des rails de guidage et la plage de pression du système hydraulique. Lors de l'inspection, les valeurs mesurées sont comparées aux valeurs standard pour déterminer si l'équipement est normal. Les temps fixes précisent le cycle d'inspection de chaque élément, déterminé en fonction de facteurs tels que la durée de fonctionnement, l'intensité du travail et l'usure des composants, par exemple des cycles d'inspection quotidiens, hebdomadaires et mensuels. Les points fixes précisent le contenu spécifique de l'inspection, comme la vérification de la stabilité de la vitesse de rotation de la broche, de l'état de lubrification de la vis-mère et de la fiabilité de la mise à la terre du système électrique. Le personnel fixe doit désigner des responsables spécifiques pour chaque élément d'inspection afin de garantir la mise en œuvre des travaux. Les méthodes fixes doivent déterminer les méthodes d'inspection, notamment l'utilisation d'outils et d'instruments de détection, ainsi que les étapes de l'inspection, comme l'utilisation d'un micromètre pour mesurer la rectitude des rails de guidage et d'un thermomètre infrarouge pour détecter la température de la broche.
Lors du processus d'inspection, le personnel inspecte les équipements selon les méthodes et cycles spécifiés et établit des rapports détaillés. Ces rapports contiennent des informations telles que la durée de l'inspection, les pièces inspectées, les valeurs mesurées et leur anomalie. Le traitement consiste à prendre rapidement les mesures appropriées pour les problèmes détectés lors de l'inspection, tels que le réglage, le serrage, la lubrification et le remplacement des pièces. Certaines anomalies mineures peuvent être traitées immédiatement sur place. Pour les problèmes plus graves, un plan de maintenance doit être élaboré et une maintenance professionnelle doit être mise en place. L'analyse est un élément important de la gestion des inspections. L'analyse des rapports d'inspection sur une période donnée permet de synthétiser l'état de fonctionnement et les schémas de dysfonctionnement des équipements. Par exemple, si la fréquence des anomalies sur une pièce augmente progressivement, il est nécessaire d'en analyser les causes en profondeur. Cela peut être dû à une usure accrue des composants ou à des modifications de l'environnement de travail de l'équipement. Des mesures préventives peuvent alors être prises en amont, comme l'ajustement des paramètres de l'équipement, l'amélioration de l'environnement de travail ou la préparation du remplacement de pièces.
- Inspection quotidienne
L'inspection quotidienne est principalement effectuée par les opérateurs de machines-outils. Il s'agit de l'inspection des composants généraux de la machine-outil et de la gestion et de l'inspection des dysfonctionnements survenant pendant son fonctionnement. Par exemple, il est nécessaire de vérifier quotidiennement le niveau d'huile et la quantité d'huile du réservoir de lubrifiant des rails de guidage afin de s'assurer que l'huile est ajoutée à temps, de sorte que la pompe de lubrification puisse démarrer et s'arrêter régulièrement, garantissant ainsi une bonne lubrification des rails de guidage et réduisant l'usure. Parallèlement, il est nécessaire d'éliminer les copeaux et les saletés des surfaces des rails de guidage des axes XYZ, de vérifier si l'huile de lubrification est suffisante et de vérifier l'absence de rayures ou de dommages. En cas de rayures, des mesures de réparation doivent être prises à temps pour éviter qu'elles ne se détériorent davantage et n'affectent la précision de la machine-outil. Vérifiez que la pression de la source d'air comprimé est dans la plage normale, nettoyez le filtre séparateur d'eau automatique et le sécheur d'air automatique de la source d'air, puis évacuez rapidement l'eau filtrée par le filtre séparateur d'eau afin d'assurer le bon fonctionnement du sécheur d'air automatique et de fournir une source d'air propre et sec au système pneumatique de la machine-outil, afin d'éviter tout dysfonctionnement des composants pneumatiques dû à des problèmes de source d'air. Il est également nécessaire de vérifier les niveaux d'huile du convertisseur gaz-liquide et du surpresseur. Si le niveau d'huile est insuffisant, faites l'appoint d'huile à temps. Vérifiez que la quantité d'huile dans le réservoir d'huile à température constante de lubrification de la broche est suffisante et ajustez la plage de température pour assurer une lubrification stable et une température de fonctionnement adaptée à la broche, afin d'assurer un fonctionnement de haute précision. Concernant le système hydraulique de la machine-outil, vérifiez l'absence de bruits anormaux dans le réservoir d'huile et la pompe hydraulique, la conformité de l'affichage du manomètre, l'absence de fuites dans les canalisations et les joints, ainsi que le niveau d'huile de travail afin d'assurer le bon fonctionnement du système hydraulique. Ce dernier joue en effet un rôle essentiel dans des opérations telles que le serrage et le changement d'outils. Vérifiez la pression d'équilibrage du système d'équilibrage hydraulique et le bon fonctionnement de la vanne d'équilibrage lorsque la machine-outil se déplace rapidement afin d'éviter tout déséquilibre des pièces mobiles dû à un dysfonctionnement du système d'équilibrage, susceptible d'affecter la précision d'usinage et la sécurité de l'équipement. Concernant les unités d'entrée et de sortie de la commande numérique par ordinateur (CNC), veillez à la propreté du lecteur photoélectrique, à la bonne lubrification de la structure mécanique et à la transmission normale des données entre le système de commande numérique et les équipements externes. Vérifiez également les dispositifs de dissipation thermique et de ventilation des différentes armoires électriques afin de vous assurer du bon fonctionnement des ventilateurs et du bon fonctionnement des filtres des conduits d'air, afin d'éviter tout endommagement des composants électriques dû à une température excessive à l'intérieur des armoires. Enfin, vérifiez divers dispositifs de protection, tels que les rails de guidage et divers capots de protection de la machine-outil, pour vous assurer qu'ils ne sont pas desserrés afin de garantir la sécurité de fonctionnement de la machine-outil et d'empêcher des objets étrangers tels que des copeaux et du liquide de refroidissement de pénétrer à l'intérieur de la machine-outil et d'endommager l'équipement. - Inspection à temps plein
L'inspection à temps plein est effectuée par le personnel de maintenance permanent. Elle se concentre principalement sur l'inspection des pièces clés et des composants importants de la machine-outil selon le cycle, ainsi que sur la surveillance de l'état des équipements et le diagnostic des dysfonctionnements. Le personnel de maintenance permanent doit élaborer des plans d'inspection détaillés et effectuer des inspections régulières des composants clés, tels que les vis à billes, conformément aux plans. Par exemple, nettoyer la graisse usagée de la vis à billes et appliquer de la graisse neuve tous les six mois pour garantir la précision et la fluidité de la transmission. Concernant le circuit d'huile hydraulique, nettoyer la soupape de décharge, le réducteur de pression, le filtre à huile et le fond du réservoir d'huile tous les six mois, et remplacer ou filtrer l'huile hydraulique afin d'éviter tout dysfonctionnement du système hydraulique dû à une contamination de l'huile. Vérifier et remplacer les balais de charbon du servomoteur CC chaque année, vérifier la surface du collecteur, souffler la poudre de charbon, éliminer les bavures, remplacer les balais de charbon trop courts et les utiliser après le rodage pour garantir le bon fonctionnement et la bonne régulation de vitesse du moteur. Nettoyer la pompe hydraulique de lubrification et le filtre à huile, nettoyer le fond du bassin et remplacer le filtre à huile afin de garantir la propreté et l'alimentation normale du système de lubrification. Le personnel de maintenance permanent doit également utiliser des équipements et technologies de détection avancés pour surveiller l'état de la machine-outil. Par exemple, utiliser des instruments d'analyse vibratoire pour surveiller le système de broche et analyser le spectre vibratoire afin d'évaluer l'état de fonctionnement et les dysfonctionnements potentiels de la broche. Utiliser la technologie d'analyse d'huile pour détecter l'huile dans le système hydraulique et le système de lubrification de la broche, et évaluer l'état d'usure de l'équipement et le degré de contamination de l'huile selon des indicateurs tels que la teneur en particules métalliques et les variations de viscosité de l'huile afin de détecter à l'avance les risques de dysfonctionnement et d'élaborer des stratégies de maintenance adaptées. Parallèlement, établir des rapports de diagnostic sur la base des résultats d'inspection et de surveillance, analyser en profondeur les résultats de maintenance et proposer des suggestions pour améliorer la gestion de la maintenance des équipements, telles que l'optimisation du cycle d'inspection, l'amélioration des méthodes de lubrification et le renforcement des mesures de protection afin d'améliorer continuellement la fiabilité et la stabilité des équipements. - Autres points d'entretien réguliers et irréguliers
En plus des inspections quotidiennes et à temps plein, les centres d'usinage CNC disposent également de certains points de maintenance qui sont effectués sur une base semestrielle, annuelle,