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当前社会,科技在不断的进步,数控机床设备的精密性越来越高,而且运行的系统越来越复杂,这给设备维修带来了一定难度。维修人员需要制定出最佳的维修测量,还要定期对设备进行检修,做好事后维修工作。RCM是一种以可靠性为中心的维修理念,其一开始是应用在航空领域,随着这项维修管理技术的不断完善,其应用的领域越来越广。本文对RCM在数据机床领域的应用进行了分析与介绍,在了解RCM的概念后,可以更好的应用在设备故障模式中,从而保证设备可靠的运行。
1 RCM概述
RCM是一种以预防为主的维修策略,其是以可靠性为原则,将其应用在设备维修中,可以优化维修制度。应用RCM理念,首先需要对系统的功能以及存在的故障隐患进行分析,然后确定故障隐患可能造成的后果,采用逻辑分析的方法制定出决断的策略,根据故障后果制定出具有预防性的维修策略。在故障分析时,相关工作人员需要做好相关数据的统计,确定好建模的类型,这样才能实现数控机床系统安全、稳定的运行,并保证设备的完好性。在维修的过程中,是以降低停机损失为原则的,对维修的策略进行了改进与优化,有效提高了维修的效率。
RCM应用在数控机床等设备的维修工作中,需要保证设备运行的可靠性,根据故障检测结果,确定出维修策略,检修人员需要进行结构性评价,还要制定出科学合理、经济节省的维修策略。检修人员需要对设备进行综合性评价,包括运行的安全性、运行的经济性、维修的成本等,然后制定出最佳的维修方案,保证停机检修给企业带来的损失最小。
2 基于RCM的维修管理分析
2.1 可靠性分析
应用RCM维修管理模式时,首先需要对数控设备的可靠度进行合理的分析,通过数据统计的方式,可以计算出故障率以及分布情况,然后可以得知设备的平均寿命。根据计算出的使用寿命,有利于分析出设备故障间隔的时间,这些数据也是评价设备可靠性主要参考的数据。RCM维修管理理念强调数控设备检修的可靠性,其在数控设备的应用中收到了良好的效果。
2.2 FMECA分析
FMECA是故障模式、影响及危害度分析的简称,在分析时,主要是对数控床进行故障分析,这可以了解到数控车床出现故障的部位,了解故障发生的原因。这种分析方法是站在整体的角度进行分析,针对出现故障次数比较多的设备,可以及时分析出故障产生的原因,制定出有效的解决措施。在危害度分析时,首先应确定设备易出故障的部位,然后按照系统中零部件功能对其进行分类,确定故障模式,做好后果分析工作,再对系统中重要的设备进行危害度分析。FMECA分析可以了解到系统最容易出现的故障,在综合考虑与全面分析后,可以得出系统内的关键故障。
2.3 维修方式
在确定数控机床维修的方式时,主要是选择最佳的维修时间,不同的部件应采用不同的维修方式,这样才能有效控制维修,提高维修管理的水平。基于RCM的数控机床维修方式主要有三种,分别是事后维修、定期维修以及状态维修。
2.3.1 事后维修属于非预防性的一种维修方式,其可以同时对多个项目进行维修分析,结合事后监控到的信息,确定最佳的维修措施。事后维修的适用范围是:突发故障、危害程度较低的故障。采用这种维修方式需要充分准备维修资源,这需要一定的经费支持。
2.3.2 定期维修属于预防性维修方式,其主要是针对一个项目进行维修,在定期检修的过程中,需要对相关部件进行更换,但是存在对不该维修设备进行维修的问题,增加了维修的成本。这种维修方式比较适合应用在故障严重,存在安全威胁,故障发展比较迅速,或者损耗较为严重的故障中。定期维修的费用与事后维修差不多,其需要准备的更换部件比较多。
2.3.3 状态维修也是一种预防性维修,其一般也是针对一个项目进行维修,维修前需要根据监控的结果了解到项目当前状况,然后根据严重长度维修或者更换部件。这种维修方式适合于影响严重、危害性比较大、发展缓慢的损耗型故障。状态维修的费用比较高,其属于经常性费用,需要较高的投资。
3 基于RCM的数控机床维修管理
3.1 数据机床可靠性分析
在数控设备运行的过程中,由于数据处理较为频繁,为了保证分析的准确性,检修人员应采用MATLAB进行计算,确定故障间隔时间以及故障信息。某数控机床故障间隔时间为一组154个数据,在可靠性分析以及数据处理时,应用RCM维修管理的具体措施是:
3.1.1 可靠性指标评定
首先结合可靠性数学知识,可以得到设备基本可靠性参数,数控机床平均无故障的工作时间为:
平均故障修复时间为:
可用度为:
故障率λ为:
3.1.2 故障间隔时间分布类型的估计
结合数控机床故障间隔的时间分布函数,在数据中找到最大及最小值,然后进行加总求平均值。在估计故障间隔时间分布类型时,还要做出故障间隔时间密度函数散点图,观察散点连接形成的曲线的形状,再与故障间隔时间分布模型的形状进行对照,这可以得到对数正态分布,从而判断出样本的故障信息。
3.2 采用FMECA分析法
数控系统是由多种零部件及子系统构成的,在综合分析故障数据信息后,得知系统出现故障比较频繁的部位主要是机械手,通过对比可以发现,机械手故障频率比其他零部件都要高。另外,液压系统、主轴箱以及整体防护系统也是故障频率较高的部位。
结束语
本文对RCM的概念进行了介绍,还对RCM在数控设备中应用进行了分析,对基于RCM的数控机床维修管理进行了探讨,通过实践证明,采用RCM维修管理理念,有效提高了维修的准确性,而且维修的效率也大大提高了。采用这种新型的维修管理技术,强度维修设备的可靠性,维修人员需要先确定维修的方式,然后做好危害程度的分析,制定出最佳的维修策略。采用RCM可以提高设备的使用性能,节省了维修的费用,可以保证企业的经济效益。总之,基于RCM的维修管理在数控领域有着良好的发展前景。
参考文献
[1]杨兆军,李小兵,许彬彬,陈菲,朱晓翠,郝庆波.加工中心时间动态可靠性建模[J].机械工程学报,2012(2).
[关键词]数控机床;维修;保养
1.引言
数控机床电气的数据输入装置可以是一般输入操作键盘,较少使用的磁带机,或者数控系统配备的硬盘和用于大量数据的存储保护的驱动装置,也就是将输入的指令以及应用数据输入数控系统的装置。数控机床的中枢是数控系统,此系统是将接到的全部功能指令进行处理运算,接着是有序地发出各种需要的运作指令或者是控制机床的指令,直到运作的结束。数控系统都有很完善的自我诊断功能,所以,日常的维护工作主要就是对设备周围环境的保护与硬件系统的防护。机床各项功能的逻辑控制中心就是可编程逻辑控制器,此控制器是将来自一般输入操作键盘的各种动作以及信息指令进行逻辑排序,同时让它们可以协调的安全运作。数控机床还有主轴驱动系统、进给伺服务系统、电气硬件电路。下面简要谈一下数控机床电气的故障以及维修与保养方面的问题。
2.数控机床电气常见的故障
2.1有诊断指示故障与无诊断指示故障
以故障出现时有无指示可以分为有诊断指示故障与无诊断指示故障。目前的数控系统的设计都有完善的自行诊断程序,时实监控系统的软件性能和硬件性能,一旦发生故障就会立即报警或者还有简要的文字说明在显示器的屏幕上显现出来,要找到故障的原因,结合系统配备的诊断手册,这样不仅可以找到故障发生的原因、部位,而且还有排除故障的方法的说明。机床制造厂家也会针对具体的情况,要与机床设计有相关的故障指示以及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的故障再加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所导致(例如开关不闭合、接插松动等情况)。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程以及故障现象和后果,并且依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析和排除。
2.2硬件故障与软件故障
以故障发生的部位可以分为硬件故障与软件故障两类。硬件故障就是指电器件、电子、电线、印制电路板,电缆接插件等的出现不正常的状态甚至损坏的现象,这是需要修理或者更换才可以排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控件制程序中所产生的故障,需要输入或修改某些数据或者修改PLC程序才可以排除的故障。零件加工程序故障也属于软件型故障。最严重的软件故障就是数控系统软件的缺损以及发生丢失的情况,要解决这种故障就只有与生产厂商或其服务机构进行联系了。
2.3破坏性故障与非破坏性故障
以故障出现时有无破坏性,分为破坏性故障与非破坏性故障。对于破坏性故障,损坏工件甚至机床的故障,维修时不允许重演,这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除,技术难度较高且有一定危险性。当可能会损坏工件时,则可卸下工件,试着重现故障过程但是要十分小心,以免造成伤亡事故。
2.4系统性故障与随机性故障
以故障出现的或然性分为系统性故障与随机性故障。这两种故障分析要经过反复的试验,通过综合的判断就可以消除。系统性故障是指只要满足一定的条件时,就会产生定向的也就是确定的故障,此类故障的分析比较困难,大多数情况下是与数控机床结构的某部分松动移位、一部分电气的工件特性移动或者性能降低、电气运行过程中出现温度过高的现象有关。
3.数控机床电气的维修与保养
数控机床日常的维护与保养就是为了预防电气的故障发生,从而降低电气的故障发生率。数控机床的故障维修与保养主要有以下几个方面。
日常保养:对企业的每台数控机床都要建立日常维护和保养计划。包括保养内容(如油、水气路,各项温度控制,平衡系统,冷却系统,传动带的松紧,继电器、接触器触头清洁,坐标轴传动系统的、磨损情况,丰轴等;各插头、接线端是否出现松动现象。电气柜通风状况等等)及各功能部件以及元气件的维修和保养的周期(每日、每月、半年或不定期)。
提高利用率:目前由于数控机床的更新换代比较快,许多企业都有闲置的数控机床电气,实践证明,长期将数控机床电气闲置会降低其工作效率,所以,为了保证或者提高数控机床电气的西欧阿绿,工作人员应该加强日常的维修以及管理。数控机床含有很多电子元件,所以,它们的寿命具有很大的离散性。若日常维修和保养做的不到位,就会让机床电气的运动环节的油脂凝固,这样就影响了机床的性能,而且,精度也会大大降低。要提高机床的利用率就要每天进行通电,保持日常维修以及保养的工作。
工作人员的编排:管理的高层工作者要为每台机床分配专门的维修养护人员、操作人员以及工艺人员。在必要情况下,可以对所有的工作者进行培训,以便提高工作人员的素质水平以及专业技能。同时,无论是什么工作人员都要严格按照操作规范进行操作,将数控机床电气的各项参数数据认真记载,发现故障及时处理,以免影响企业的正常生产。
对于数控机床电气的资料进行归档:工作人员对于所有的数控机床的参数资料应该进行认真的整理,有条件的企业要进行存档,若出现事故或者故障,以方便调查原因,查找资料。管理人员也可以针对数控机床的具体工作情况制定操作规范、建立数控机床电气的维修与保养档案等等。除此以外,数控机床电气的管理者也要时刻总结机床的一些信息,经常检查其工作情况,这对于改进管理和维修养护设备有着重要的作用。
关键词:数控机床管理维护
数控机床是利用数字化信号对机床的运动及其加工进行控制的机床,是数控技术与机床技术相结合的产物[1,2],它有加工精度高、质量稳定可靠、生产效率高、对零件加工的适应性强等优点,使其应用日益扩大,已经成为机械制造业的标志性装备。
我国目前的现状是[3]:国内数控技能人才严重缺乏,阻碍了我国制造实力的提高,教育部等六部委启动了“制造业和现代服务业技能型紧缺人才培训工程”,对高技能型人才的培养提出了具体的方案。许多高职院校根据自身特点、结合市场需要,开设了数控技术专业,为满足实践教学,除设置实训基地外,还相继配备现代化的数控机床等设备。数控机床是精密的机电一体化产品、价格昂贵,其管理和维修要求严格,如何管理和维护好这些数控机床,使之更好地满足教学需求,最大限度地发挥其优势,已经成为各个学校普遍关注的问题。本文经对各校教学实训基地的调研,根据数控机床的结构原理及使用特点,结合设备管理方面的实践经验,分析了教学用数控机床使用中出现的问题,并提出了改进措施,以供同行参考。
一、教学用数控机床的特点
教学用数控机床与生产用数控机床相比主要有下列特点:使用目的不同。生产用数控机床的主要目的是提高生产效率,创造更多的经济效益,以生产为主。教学用数控机床主要是用于满足教学工作,将学生的理论知识通过实际操作转变为直观认识的机床,是一种以试验为主的机床。操作人员不同。生产用数控机床的操作人员,一般是具有丰富实践经验的工人。教学用数控机床的操作人员,大部分是新手——学生,第一次将理论知识转化为实践的操作,经验很少,所以故障率较高。维修和管理方式不同。生产用数控机床往往配有专业的维修人员,一般都是有计划、系统性的管理和维修。教学因数控机床缺少专业人员进行管理和预防性维护,往往是故障发生后再去弥补,很少将故障消除在萌芽状态。使用效率不同。与生产用数控机床相比,教学用数控机床作为一种演示型机床,大部分时间处于停工状态,机床的利用率不高,可能造成资源浪费。
二、存在问题
通过兄弟院校相关人员间的教学交流,结合我们的教学实践经验,教学用数控机床在管理和使用的问题概括为:
1、机床运行中事故较多,例如撞车、撞刀、超程等现象频繁发生,导致机床精度下降。
2、机床发生故障后,不能及时得到有效处理,机床带病、带伤工作情况较多,最终导致机床发生破坏性的故障,造成巨大损失。
3、管理方面存在漏洞,对机床的维护缺少系统性、计划性,不能起到预防故障的作用。
4、机床操作人员和维护人员责任性不强,当出现问题时,不是积极地去处理,而是相互推卸责任,直接影响正常的教学工作。
5、维修不及时,学生上课时间不合理、甚至出现冲突时,有些教师责任心不强,为了图省事赶课时,将多个小组合并上课时,出现多名学生围着一台机床的现象,教学效果很差。
6、通过调查,学生反映实训效果不太好,与预期目标相差很大,从而得不到应有的教学效果。
以上诸多原因导致机床“停工”现象严重,学生学不到实质性的东西,使数控机床不能发挥应有作用,造成了资源的浪费。
三、原因分析
教学用数控机床的管理和维修方面存在的问题,其原因虽多种多样,但可归纳为:
1、管理人员没有经过专门培训,缺少设备管理方面的专业知识,对数控机床没有制定严格的点检、维修计划,又碍于面子不去向别人请教,导致维修人员不能及时排除故障,延误了故障的排除,直接影响正常的教学。
2、管理人员缺乏责任心,对机床了解不够,工作没有计划性,是造成机床维护缺少系统性、预期性的主要原因。
3、维修人员自身责任性不强,技术水平低,不能及时处理工作中出现的故障,是机床带病工作的主要原因。
4、学生在实训前准备不充分,操作时粗心大意,不按规定的步骤操作等,是导致机床运行过程中发生撞刀、撞车、超程现象的主要原因。
5、教师自己缺乏实践经验,对机床的结构、原理理解不够深入,讲课缺少灵活性,对一些结构、原理性的问题解释不清楚。学生实践经验本来就较少,学习主动性又较差;是学生感到难以接受的主要原因。
6、教师和学生对实训工作不够重视,只求单纯完成任务,很少考虑教学效果,是影响教学效果的主要原因。
四、改进措施
根据以上分析,结合实际情况,提出如下改进措施:
1、聘请专业人员对设备进行管理,制定科学的管理方法。根据各类数控机床的不同特点,结合自己的实际使用情况,参照机床说明书,制订出合理、规范的数控机床管理和维护制度,对设备的保养维护做到三定,即定期、定级、定人。
2、要重视“双师型”教师队伍的建设[4]。数控机床是集机、电、液、气于一体的机电产品,具有技术与知识密集的特点;要求数控机床的操作与维修人员,不仅要具备各方面的知识,也要具有丰富的经验和较强的动手能力;建设技术全面的教师队伍是科学管理,合理维护数控机床的前提。
3、提高操作人员的责任心,出现问题时要积极的去处理,实在解决不了的要及时找别人帮忙解决,防止机床带伤、带病工作,以免影响正常教学工作。
4、选拔责任心强的教师进行定期专业培训。实践证明经过培训学习,是能在相对较短时间内达到数控机床操作和维护要求的。
5、在教学和维修之间灵活安排工作,做到教学、维修两不误,例如可利用教学期间机床利用率不高的时间,对机床进行一些常规维护和检修。
6、实训之前,要对学生进行安全教育,学习操作规程,强调严格按照规程操作的重要性;如果有条件的话,可先让学生在计算机上进行仿真模拟练习,用以防止撞刀、撞车等事故的发生[5]。
数控机床的管理和维护是一项很重要的工作。数控机床管理及维护人员,不仅要掌握机械、电气、气动、液压、控制、检测等方面的知识,还要熟悉伺服驱动、计算机、PLC的工作原理及PLC编程,还应具有相应的专业英语水平。只有对数控机床做到科学的管理,合理、及时的维护,才能保证机床的正常运行,使之更好地为教学服务。不管是教师还是管理、维修人员,都应有高度的责任心,才能充分发挥数控机床的作用,培养出更多的高素质高技能型人才,为我国的装备制造业作出更大贡献。
参考文献:
[1]郑小年,杨克冲编著.数控机床故障诊断与维修[M].武汉:华中科技大学出版社,2007.
[2]吕勇主编.数控车削编程与加工技术[M].北京:国防科技大学出版社,2009.
[3]安胜.谈我国数控机床的发展趋势[J].农机使用与维修,2007(6):9-10.
Abstract: With the continuous development of science and technology and numerical control technology, the demand for CNC talents and examination standards has been rising. There are a lot of problems in the current CNC personnel training. This paper makes systematic analysis and research on the problems in the teaching and practice of CNC technology and focuses on the role of virtual CNC machine tool in different CNC machine tool maintenance teaching modules.
关键词: 数控机床;维修;教学实践;应用展望
Key words: CNC machine tools;maintenance;teaching practice;application prospects
中图分类号:G642;TG547 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)17-0243-02
0 引言
随着数控技术的发展,社会对数控技术人才的需求也发生了进一步的变化,从传统的数控操作、数控编程逐渐转向技术含量较高的数控机床调试、数控机床维护、以及数控机床维修。目前,影响数控机床利用率的主要因素是技术维修人才的缺乏,维修力量不足,极大地影响了我国数控技术行业的全面发展。在进行数控专业维修技术人才培养时,高校不仅要教授学生数控维修的基础理论知识,还要加强对学生基本技能训练。针对数控设备维修人才培养问题,数控虚拟机床的发展为这一系统工程提供了良好的教学和示范。
1 现有数控维修教学手段的不足
数控维修专业的教学中,对应的课程教学实验室基本上以下三类:数控机床电气实验室、数控机床综合实验室、数控机床装拆实验室,我们从数控配备的规模调查结果来看,目前大部分院校只配备了以上三类实验室中的一种或两种。根据多年数控维修教学反馈和资料显示,目前高校在数控维修实践教学过程中主要存在以下问题:
1.1 数控系统类型单一,档次较低 目前数控机床综合实验平台的配备主要以Faunc、西门子以及国产的经济型和普及型数控系统为主,很少涉及高端系统,数控系统类型较为单一,档次不高。随着我国科研水平的不断提升,以及高等教育质量的不断提高,数控制造业的整体水平持续提升,国产数控机床制造业逐渐由普及型和经济性逐渐向中、高档类型发展,具体表现为多样化的数控系统,复合化的机床功能,那些建立在经济型数控系统基础上的简单数控试验台已经无法满足数控机床行业的发展需要,严重制约着数控机床行业的进一步发展。
1.2 数控机床训练欠缺 在数控机床实验室里我们可以进行如刀架、刀库和液压站等机床功能部件的拆装训练。机床本身材料主要来源于数据机床生产时,废弃的一些功能落后,残缺不全,甚至是有故障的部件,不仅种类不全,而且数量较少,难以适应数据机床专业实践操作的需求。近年来,数控技术逐渐朝着高速化、高精化、五轴联动、功能复合化的方向发展,一些新型的功能部件陆续出现在人们的视野,不仅结构复杂,而且价格昂贵。高校由于实验室建设发展滞后,实验装备损坏率高,现有的组建数控装拆实验室已经无法满足数控机床行业的发展需要。因此,高校必须积极加快创新步伐,创建出新型装拆实验室训练模式。
1.3 缺少关于传感检测器的相关实验 数控机床传感检测元器件是提高机床精度的重要保证。但与此同时,它也是故障的频发部位,由于现在能够为数控维修课程设置配套的数控机床传感检测实验室的高校少之又少,并且基本都处在理论和建设阶段,学生在日常课程中,只有在综合实验平台上才能接触到数控机床传感检测器件,而综合实验平台的主要功能都集中在系统调试上,因此很多学生都无法对传感检测器进行实验和检测。
1.4 机床电气连接培训不足 数控机床的电气连接环节在很多学校都设置了专门的实验培训课,不过由于进行数控机床电气接线所需要的机床低压元器件种类较多,并且在实际操作中还要不停地插拔数控系统和系统的连接电缆,容易导致损坏。并且由于数控机床电器接线所需工具繁多,对导线等耗材的消耗巨大,教师对学生接线正确与否的考核工作任务重,这就造成了对电气连接训练的严重不足。
1.5 实验室规模受到严重的制约 在数控机床的教学实践过程中,学生不仅要学习种类众多的机床部件,还要利用数控机床综合实验平台进行实践操作演练。另外,实验室还要配备足够数量的传感监测器件,以适应数控机床教学课程的需要,但由于其价格昂贵,同时还需要加大的场地以作为检测场所。这些硬件设施条件要求,严重影响了高校实验室的建设发展,制约了高校实验室的规模和功能。
2 数控机床在数控维修教学中的应用
我们仅以虚拟数控机床在数控维修中的应用为例,分析和研究数控机床在数控维修课程教学中的积极作用。虚拟数控机床的开发是在专门的三维图形加速引擎以及开发接口平台上进行的,虚拟数控机床是采用虚拟现实技术,在计算机上建立起来的逼真的三维互动机床模型,它在数控维修教学和培训中具有以下几方面的作用:
2.1 机床辅助理论教学 随着数控机床的发展,其功能也逐渐朝着综合化和智能化方向发展,这就逐渐加大了联动加工中心在其中的使用。而这类中高档的数控机床功能部件的结构、工作原理以及装配工艺相比以往也更为复杂。要想保证数控机床课程教学的质量,教师可以在利用PPT课件的基础上,结合虚拟数控机床和功能部件的模型进行解释和展现,增进学生的理解力。虚拟数控机床和功能部件的模型可以根据实际需要进行任意扭转,它通过三维动画的形式,直观清晰地展示了功能部件的内部结构和原理,并且配有文字解释,更能强化学生理解力,大大提高了教学的质量和效率。
2.2 虚拟装拆 虚拟机床以及每一个功能部件都能进行虚拟的3D交互式装拆。而系统的右半部分则为数控机床装拆零部件库和工具库。在实际的机床装拆过程中,首先要正确选择装拆工具,为虚拟装拆提供一个良好的实训环境。为解决装拆实验室部件种类不全、数量不足以及新型功能部件短缺的问题,高校应积极推进数控机床专业虚拟装拆的实施。在进行新型数控机床装拆实验室建设时,要逐步实现虚拟装拆和实际装拆的有机结合,使学生多接触新型功能部件,并逐渐熟悉和了解,通过对虚拟装拆练习的不断强化,提高学生对结构及装配关系的理解力。
2.3 虚拟电气连接和电气故障 虚拟机床系统实现了整个数控机床电气柜的电气连接,完成了从电气布局规划到电气连线的整个过程。虚拟设备还根据实际需要设置了“虚拟万用表”,其功能与真实万用表和示波器类似。在电气连接完成后,操作人员还可以通过及时线路检测,最终完成虚拟上电的调试。同时,教师还可以在实践教学中,利用虚拟仪器仪表检测线路。除此以外,教师还可以通过学生对虚拟电气的使用和操作情况,考核和训练学生排查故障的能力。
3 结语
数控虚拟机床作为数控维修理论和实践教学中的新设备,目前得出的最有效教育方式就是与现有实验室结合进行理论和实践的共同联系。本文通过研究数控虚拟机床在数控机床维修教学和实践的应用,并结合具体的实践教学效果,得出了新型数控机床在数控机床装拆和电气试验课程中的积极作用。通过实际教学效果,我们可以明显看到虚拟数控机床在实践教学中的作用。而随着虚拟数控机床的进一步推广以及其功能的日臻完善,实际数控机床和实验台的设备压力也将明显减轻。但总体来看,虚拟数控机床在数控检测传感检测元器件的虚拟上还不够完善,有待进一步加强。
参考文献:
[1]童晓敏,贾利国.浅析电大数控机床实践教学活动[J].甘肃广播电视大学学报,2003(03).
[2]张振离.数控机床常见故障诊断及维修[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2012(09).
关键词:数控机床;机械加工;生产效率
Abstract: the working efficiency of the numerical control machine directly affect the mechanical processing enterprise economic benefits, it and the enterprise management methods, worker technology and logistics and so on many kinds of factors has a direct relationship. Improve the efficiency of the production machinery there are many ways, mechanical production enterprise to adjust measures to local conditions, in the enterprise itself based on the production conditions, make scientific machining technology research and development goals, to better promote the enterprise market competitiveness, and promote the rapid development of the enterprise.
Key words: the numerical control machine tools; Mechanical processing; Production efficiency
中图分类号:TG659文献标识码:A 文章编号:
数控机床的工作效率直接影响到机械加工企业的经济效益,它与企业的管理方法、职工技术以及后勤保障等多种因素有关。如何提高数控机床的工作效率,是机械加工企业需要考虑的问题之一,本文主要研究提高数控机床工作效率的意义以及方法与途径。
一、机械加工过程中提高生产效率的意义
与普通机床相比,数控机床的自动化水平较高,在加工零件的过程中具有较好的稳定性,能够加工很多普通机床无法完成的复杂零件,并且在工作中几乎不需要工装卡具。根据以上分析可以知道,使用数控机床可以降低成本支出,减少工人的劳动强度,提高机械加工的生产效率与机械加工企业的经济效益。所以,提高数控机床的工作效率对于机械加工企业具有重要的意义。数控系统是数控机床的核心构件,其可靠性以及工作性能直接影响到数控机床的工作效率。
二、提高机械加工生产率的方法与途径
一般来说,根据对数控机床系统故障的研究,提高数控机床的效率应该主要集中在Ⅰ区和Ⅲ区,这两区是设备运转工程中最容易出现高故障、低效率的区域。如下图所示:
图1数控机床设备故障分布图
应该在Ⅰ区和Ⅲ区加强对数控机床设备的维护,并且在这两个区域内提高数控机床设备的运作效率。
1、加强对设备选型的研究
为了提高数控机床的机械加工效率,首先需要加强对设备的选型研究,尤其是数控系统的选择。不管是选择国外还是国内的产品,必须保证选用的数控机床生产企业具有较好的知名度与较高的信誉度,产品质量较好,生产规模较大,厂家的售后服务较好。如果机械加工企业需要购买多台数控设备,应尽量选择同一个生产厂家,使用同一种品牌,这样方便数控设备以后的维修工作,提高数控设备的有效寿命。如果企业采购数控设备时选用多种品牌,这将对数控设备的维修造成较大的困难。比如,在20 世纪90 年代,很多机械加工企业从外国主要是东欧国家购买了大量的数控设备,这些设备在使用多年以后出现了机械故障,由于当时购买时并没有维修备件,从而导致企业单位不得不提前结束数控设备的使用并提前购买新的设备,给企业造成了严重的经济损失。现在,国内数控设备的生产逐步实现了系统化,经过几十年的市场竞争,效益较差、规模较小的企业已被市场所淘汰,效益与售后服务较好的企业得以生存与发展,并且优质品牌在国内市场所占的份额逐步扩大,所以,机械加工企业可以从国内信誉以及效益较好的机床生产企业购买数控设备。并且应该建立严格的企业设备采购标准与控制流程,在设备采购上把好质量关,这样就能够从设备选型开始提高数控机床机械加工的效率。
做好机床的维护和管理
数控机床的维护与管理工作在很大程度上影响了自身的工作寿命,其中,数控机床设备的是维护工作的主要手段,对于数控机床,装置是自动进行工作的。对于数控机床的维修工作,应注意需根据规定的标号按时加注,一般情况下,选用信誉较好企业的油。与普通机床相比,数控机床的造价成本较高,其对操作的精度有着较高的要求。倘若使用标号不对的油,将会影响机床的工作性能,比如机床对温度的适应性以及转速特性等;倘若使用的油含有一定的杂质,不够纯正,将可能导致数控机床的油路发生堵塞现象,提高运动部位发生故障的几率,影响数控机床的使用年限。所以,为了成功完成数控机床设备的工作,需要按时对系统进行必要的清洗,并定期更换过滤网,使用规定标号的油。要制定详细的设备保养和维护计划,派专人负责设备的保养与维护,并实行突击检查制,加强对设备保养与维护的考核。
提高电网的供电质量
与普通机床相比,数控机床对电源稳定性的要求较高,通常情况下,电压波动的误差不能超过5%,有些品牌的数控机床误差的范围相对较大,但是也不能超过10%。比如,日本SNK 企业生产的数控机床设备NC 系统,它要求使用三相交流电源,电压应在380±38 V 的范围内,即误差范围允许达到10%。一般而言,数控机床设备内部都有欠压与过压保护系统,如果电网的电压发生波动,机床可以通过启动保护系统,保证机床正常的进行工作。我国电网规定供电电压的误差应低于10%,但是在供电的实际过程中,误差往往会超出10%,在用电高峰期,比如在上班前的一段时间以及整个晚上,供电电压的误差值可能达到20%,远远超过了10%,这样就会使机床的电源系统受到破坏,导致数控机床无法工作。如果电网电压过高,数控机床可能会发生支路熔丝断路、跳闸、部分元件损坏的现象,严重情况下甚至导致机床的数据完全消失,严重影响了机械加工的效率。这种电压不稳的现象在我国时有发生,并且频率较高,需要引起机械加工企业的充分重视。
根据实践经验,与国内生产的数控机床设备相比,从国外进口的数控机床设备的电源系统抗波动的能力相对较差,因为对于生产数控机床的国外企业来说,它们的电网供电性能相对比较稳定,并不能充分了解我国的供电情况。为了解决以上问题,需要在使用数控机床的车间安装能够自动调节的交流稳压设备,由此来提高数控机床的抗干扰能力。
提高供气质量
随着自动化水平的不断提高,数控机床设备对保障系统具有较大的依赖性。当前,数控机床是一种集电、光、气、液于一身的综合设备,事实上,数控机床的很多功能是通过气、液系统来实现的。倘若机械加工企业的供气体系没有足够的压力,或者压力的稳定性不够,或者气源的纯度较低,都在一定程度上影响了数控机床的正常工作。假如企业的供气压力不够,数控机床的保障系统会直接报警并且机床停止工作,这种情况不会对机床的性能造成影响;假如气源的纯度较低,混有粉尘或其他杂质,这种情况容易对数控机床造成一定的损坏。
尽管数控机床本上具有相应的过滤装置,但是过滤性能是有限的。如果气源较脏,就会导致机床的通气管道发生堵塞,致使机床供气不畅,压力不够稳定。比如,气源较脏将导致车削中心装夹工件或其他装置直接失控等故障,从而影响机床的正常工作,降低机械加工企业的经济效益。
5、提高软件开发与应用效果
对于数控机床,其操作、编程以及维修人员的工作能力、业务水平以及工作态度也在很大程度上影响了机床的工作效率以及使用寿命。所以,为了提高设备的工作效率以及工件的生产质量,机械加工企业的职员需要不断提高自身的业务水平与工作能力,熟练掌握数控机床的操作与维修管理方法。在实际工作过程中,有些数控机床的操作人员由于对机床的了解不够准确,从而导致了操作过程中的失误,影响了工件的质量,有些编程人员由于工作上的失误,比如语句或参数设定的错误,导致数控机床运行错误、机床的不运行或机床动作错误等后果。所以,机械加工企业的操作、编程以及维修人员在参加工作之前需要进行培训学习,掌握数控机床的相关知识,了解数控机床的结构,这样才能真正提高数控机床工作效率。
加强管理
提高数控机床的工作效率数控机床不同于一般机床, 有其自身的特殊性。因此, 在实际生产中, 应扬长避短, 尽量发挥其优势, 以最大限度地提高生产效率作为生产企业必须坚持的最高宗旨。而条块分割, 各自为政, 小集团利益等都不利于最大限度地发挥数控机床高效加工优势。一般而言, 数控机床比较适合于一般零件的批量生产、复杂零件的试生产和批量生产, 而普通零件的单件加工和复杂零件的一个或几个工序的间断加工则不利于发挥其高效加工的特点, 应尽量避免。例如, 一个缸体零件, 如在加工中心上加工, 应在一次装卡后尽可能完成五面体的所有加工, 这样可以得到较好的零件加工精度和较高的加工效率。
参考文献:
[1]赵斌.国内数控机床效率研究[J]. 机械工业出版社, 2010,(04) .
[2]王悦.提高数控机床的加工效率方法研究[J]. 铁道工程企业管理, 2009,(02) .