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摘要:本文针对我国数控机床,尤其是经济型数控机床服务的现状,提出了构建数控机床综合服务体系的意见,以期抛砖引玉。
关键词:数控机床;普通机床
我国数控机床在近十余年来已经取得了较大的发展和普及,尤其是经济型数控机床发展更快,在一些地区和行业初步形成了规模。然而,其服务与发展相比还不相称,明显滞后于发展。必须建立系统的综合服务体系,数控机床才能健康持续地发展。
数控机床是在普通机床的基础上发展起来的,不妨先看看普通机床的服务。由于普通机床的发展和使用历史已经悠久,很自然地形成了它的服务体系,而且已经是一个成熟的、有效的体系。正因为如此,人们习以为常,反而不觉得它的存在。如果归纳一下,这个体系至少有3个要素:
培训上岗普通机床的操作者和调试维修人员通常都拜过师傅,由师傅带教的。“师傅带徒弟”就是培训;“满师”就是考核合格,才有资格上岗。
人员专业化“机修工”是一个常见的职业工种,已经普及和渗透到企业、社会。对于普通机床的调试、维修、保养等均有这些专职人员司职。用户一般可以做到小修大修不出厂,有问题自我消化,很少再找生产厂的。
服务社会化其一是服务机构社会化,“机修厂”是遍布各地的常见单位,它提供各类机床的专业维修服务,且不受机床的生产厂家、型号规格的限制;其二是技术教育社会化,各级各类工科技术学校都设置机修专业,输送合格的通用人才。另外,“师傅带徒弟”的方式依然存在。
数控机床是典型的机电一体化产品,除普通机床作基础外,一般配备有数控系统、自动刀架、编码器,有的还有变频器、自动送料装置等,集中了机械、电子技术于一体。因而数控机床更加需要完善的、有效的、及时的服务。
然而,我国的数控机床从机床厂刚出来就有先天不足。这是因为我国的机床厂自身机械技术力量虽然较强,但是电子技术方面较弱,电子类技术人员普遍匮乏,而配套部分又恰恰最需要运用电子技术。机床厂对数控机床的服务从主观上和客观上都没有做好准备,更加谈不上服务体系。数控机床生产厂无法独立承担全面的技术服务,因而配套部分的服务依赖于配套厂就不足为奇了。这样,一方面把服务体系割裂开来,另一方面只要用户方面反映一点问题,机床厂就要拉上配套厂一帮人去,结果往往又是一点小问题,劳民伤财,配套厂是“有苦难言”。
数控机床的用户,绝大部分属于机械加工业,客观上也有电子技术力量薄弱的问题,往往只会简单操作而缺乏配套部分的维修知识,出现一些故障就束手无策,甚至停机待修,影响生产。中、高挡数控机床的人员配备相对还好一点,普及的经济型数控机床的人员配备则不够理想,不少就是普通机床的操作人员,未经过严格培训考核就上机操作。大家都知道没有经过培训取得“汽车驾驶证”的人是严禁开汽车的。对于技术含量很高的数控机床(即便是经济型)怎么能允许未经培训考核就上岗操作呢?汽车有了故障,驾驶员大多能作前期诊断和处理,汽车修理厂也随处可见,修理十分方便。而数控机床有了故障,自己不能处理,还只能找生产厂或配套厂。说到底,还是人们对数控机床服务的认识没有到位,观念没有更新,服务体系没有构建起来。
尽管随着数控机床的发展,机床厂也在不断提高和完善自己的服务,提高自身素质,强调用户培训,服务状况有所改善。但是由于起点不高,认识不深,自身条件不足,还不能从根本上解决服务问题。
因此必须尽快构建与数控机床发展相适应的综合服务体系,才能加快数控机床的发展和普及。
根据我国数控机床发展的现状,参考其他比较成熟的服务体系,我国的数控机床的综合服务体系在下列要点上必须达成共识:
1必须由数控机床厂主动承担全面服务,即由机床厂承担包括机床、配套部分在内的全部服务,改变目前机床厂和各个配套厂分散服务的状况。因为
机床厂是产品的最终完成者,直接面对用户,承担全面服务是理所当然。
机床厂既然生产数控机床,对数控系统是属于必须掌握的核心技术,没有这个基础是很难参与竞争的;而其他配套件如刀架、传感器等技术对于熟悉数控技术的人来说是不难掌握的。机床厂不能长期依赖配套厂服务,否则无从提高自身素质和能力,增强竞争力。
控机床及其配套部分的技术已经比较成熟,质量稳定提高,用户反映的问题集中在调试和维修上,由机床厂指导用户使用和维修是最合适的。
数控机床使用中反映的问题是相互关联和影响的,初期很难判断问题在那个部分。如回转刀架动作失灵,就要检查刀架、数控系统、机床电器。如果分别由配套厂来检查和证明自己配套部分没有问题,或是发现问题解决了,各自的时间和费用已经浪费了。这种看似滑稽的情况,其实是经常发生的。
机床厂实行综合的全面服务,提高服务人员技术素质后,可以精简人员,提高效率。同时,减少配套单位的服务,也会得到相应的经济补偿,有利于降低成本。机床厂承担全面服务后,同样可以协调与配套单位的相互配合。
2要强调培训考核后上岗,建立针对不同层面的培训体系
机床厂自身要培养出一支掌握机电一体化技术的队伍,以适应生产、检验、服务工作。尤其要使服务人员能独立承担数控机床的调试及维修工作。
机床厂要强调对用户进行培训,要形成制度。培训考核合格后方可允许操作数控机床。培训要求是使用户能正确使用、规范操作、能处理常见故障。拥有数控机床较多的用户,应尽量培训出专职维修人员,能独立排除故障,做到修理基本不出厂门。
由机床行业与教育部门协调,继续并加强在各类大、中专学校、技工职业学校办好机电一体化专业,为社会输送和储备合格人才。不断补充和完善针对数控机床服务的内容。已经从事此项工作的,要给以再学习的机会和条件。
实践已经证明,谁抓住了培训谁就主动,谁就发展得快一点。数控系统生产厂家对培训的认识和行动要早些。而只有机床厂抓住了培训,才算是数控机床发展的关键!
3逐步在数控机床的用户集中地建立数控机床维修点
可以由机床厂自己建立,也可以发动社会力量建立。把分散的数控机床维修力量集中组织起来,使数控机床的维修专业化、社会化,做到就地解决数控机床的维修和另配件供应。
关键词:数控加工;数控编程;仿真软件
随着机械制造业产品向高精密方向的发展,数控加工在企业中得到越来越广泛的应用,这对我们职业教育者来说,培训大量的合格的数控加工操作人员就成为迫切的问题。“实践出真知”,大量的实践操作,是学生成长为技术工人的必由之路。但是,每个学校的数控加工机床都是有限的,每一台数控机床又都是很昂贵的,学生稍一出错就可能导致机床的损坏。那么,怎样才能搞好数控教学,合理利用资源,让学生在有限的学习时间里,既获得有用的理论知识,又学会必要的操作技能,最终成为一个合格的数控机床操作者呢?答案就是,有效地利用数控加工仿真软件。
数控仿真软件可以在计算机显示屏上显示的仿真面板上模拟数控机床的操作,可以用三维动画演示零件的加工切削过程,并且能检验数控指令正确与否,提供一整套功能齐全的调试、编辑、修改和跟踪执行等功能。把仿真软件引入数控加工教学之中,用于数控机床操作与编程培训,这样既可以避免因误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏,又可以使操作人员在对仿真数控机床操作过程中产生临场感和真实感。学生们不仅能更快地熟悉和了解数控加工的工作过程,并且能掌握多种数控机床的基本操作。
那么,如何在数控加工教学中有效的运用仿真软件呢?
首先,在学生学习数控编程的时候,老师就可以在教室里利用仿真软件演示各种数控加工命令的运动,增加授课的生动性和直观性。在讲授数控铣加工钻孔循环命令G81G82G83G73G74时,数控仿真软件也具有很大的优势,执行命令的时候,可以采用单步执行,让学生清楚地看到机床运动的每一个动作,而且通过对比不同命令动作的不同,有利于学生增强对比和记忆。
最后,仿真软件可以作为数控加工专业学生练习提高阶段的一种手段。数控专业的学生,经过一年半的编程学习、仿真练习、实训加工,此时已经可以独立完成高级工的零件的编写和加工。如果学生此时还想提高,则可以通过仿真软件给他提供练习的机会,比如学习另外一种系统的数控机床操作,或者编写宏程序加工复杂零件,也可以介绍自动编程软件的应用,如何导入仿真软件进行加工验证,等等。
【关键词】:数控 机床 管理 维修
随着我国制造企业技术装备的升级,中、高档数控机床设备的应用越来越广泛了。随之而来的是如何充分保证设备的有效利用率,设备出现故障时,要尽快将设备恢复正常使用。因此,在日常车间管理中,数控机床设备管理与维修就变得越来重要了。数控机床管理是一项十分丰富的综合工程,既要有科学的设备管理,又要有好的设备维修。
数控机床的主体机构有以下特点:1)由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统,数控机床的极限传动结构大为简化,传动链也大大缩短;2)为适应连续的自动化加工和提高加工生产率,数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度,以及较高的耐磨性,而且热变形小;3)为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度,更多地采用了高效传动部件,如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等;4)为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率,采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。
一、需要复合型人才对数控机床进行管理与维修
数控机床是机电一体化的典型产品,数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术,其控制系统复杂、价格昂贵,因此它对设备管理与维修人员素质方面提出了比普通设备更高的要求。
数控系统的说明书一般都较多,有操作、连接、编程、功能说明、冗编程、安装调试、维修手册等。要认真学习与维修有关的部分,同时由于配套的说明书、资料往往使用原文资料,数控系统的报警文本显示亦以外文居多。这就要求维修人员必须掌握一定的专业外语基础。
维修人员必须能熟练的操作数控机床,在维修过程中,维修人员有时要进入一般操作者无法进行的特殊操作方式,如:进行机床参数的设定与调整、利用?编程器监控、通过计算机以及软件联机调试等。此外,分析判断故障原因过程中,往往还需要编制相应的加工程序,对机床进行必要的运行试验与工件的试切削。因此,从某种意义上说,一个高水平的管理与维修人员,其操作机床的水平应比操作人员更高,运用编程指令的能力应比编程人员更强。
二、加强数控机床的基础管理和技术管理
对于企业来说,数控机床的拥有是企业的竞争实力体现,最大限度地利用数控机床,对企业提高效率和竞争力都是十分有益的。只有保持完好的技术状态,才能充分发挥数控机床的效用。制定相应的管理制度,使设备管理更加规范化和系统化,建立建全数控设备维护档案及交接班记录,将数控机床的运行情况及故障情况详细记录,特别是对设备发生故障的时间、部位、原因、解决方法和解决过程予以详细的记录和存档,以便在今后的操作、维修工作中参考借鉴。
对于新购置的数控机床,在安装、调试和验收时要严格把关,对照合同、技术协议逐项检查。机床调试完成后,利用接口对机床参数进行数据传输做为备用,以防机床参数丢失。对数控机床的操作者、管理及维修人员进给培训,培训方式可以采取多种形式,如参加权威部门举办的学习班,内部办学习班,以及到数控机床的生产厂家进行设备操作技术和维修保养技术培训。
三、加强数控机床的日常维护与保养
在数控机床的日常管理中,预防性维修是一项十分重要而积极的工作。正确使用数控机床是减少设备故障、延长使用寿命的关键,它在预防性维修中占有很重要的地位。据统计,有三分之一的故障是人为造成的,而且日常性维护是由操作者进行的,因此必须提高操作者的维护意识,加强技术培训,提高素质,尽快掌握数控机床的性能,严格执行设备操作规程和维护保养规程,使设备运行在合理的工作状态之中。
操作者为了保证数控机床的正常运行,每天应该检查所有的防护板、罩壳和门操作是否适当、在整个行程中步进每一个轴,观察运行是否平滑、确保所有轴的限位开关正常工作并调整到相应的限位位置、检查导轨是否有划伤或过度磨损的迹象、检查导轨清洁器没有被损坏、触摸导轨检查是否适当。数控机床的比普通设备复杂得多,对它的维护、保养工作要求也比较高。积极做好故障和事故预防,若发现异常应及时解决,这样做才有可能把故障消灭在萌牙状态之中,从而可以减少一切可避免的损失。
四、数控机床的常用检修方法
数控机床维修是一项很复杂、技术含量很高的一项工作,数控机床与普通设备有较大的差别。一般数控系统都有自诊断功能,根据系统自诊断各种报警信息,通过说明书进行分析以确定故障范围,定位故障元器件。数控系统的软故障是指控制系统的系统软件和札程序。有的系统把它们写在中插在主机板上,有的驻留在硬盘上。当故障发生后,维修人员一般不要急于动手,先与操作人员进行充分的沟通,再仔细询问故障发生时机床处在什么工作状态、表现形式、产生的后果、是否是误操作,故障能否再现等,这样有助于维修人员快速分析和判断故障原因。
五、结束语
数控机床是现代加工车间最重要的装备,它的发展是信息技术与制造技术结合的结果,要充分发挥数控机床的高效性,就必须正确的操作和精心的维护保养,及时、定期的检修,以保证设备的正常运行,才能提高企业的效率。
参考文献:
目前,我国数控技能人才缺乏,阻碍了制造业实力的提高。近几年许多职业院校根据自身特点,结合市场需要,开设了数控技术专业,配备了现代化的数控机床等设备。数控机床是精密机床、价格昂贵,需专业维修人员进行管理。如何管理和维护好这些数控机床,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。本文根据数控机床的结构及使用特点,结合设备管理,分析教学用数控机床使用中出现的问题,并提出改进措施。
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:
1.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。
2.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,操作经验很少,故障率较高。
3.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。在教学过程中,因数控机床缺少专业进行维护的人员,往往是故障发生后再去弥补,很少将故障消除在萌芽状态。
4.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,利用率不高。
二、存在问题
教学用数控机床在管理和使用中的问题主要有以下几点:
一是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。
二是机床发生故障后,不能及时得到有效处理,机床带病、带伤工作情况较多。
三是管理方面存在漏洞,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。
四是机床操作人员和维护人员责任心不强,维修不及时,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。
五是学生反映实训效果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
教学用数控机床在管理和维修方面存在的问题可归
纳为:
第一,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维护、检修计划,是造成机床缺少系统性、预期性维护的主要原因。
第二,维修人员自身责任心不强,技术水平低,不能及时处理工作中出现的故障,直接影响正常的教学。是机床带病工作的主要原因。
第三,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。
第四,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。
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、定机、定人。
2.要重视“双师型”教师队伍的建设
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.强化责任意识
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;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。
4.做到教学、维修两不误
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。
5.加强实训前的安全教育
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;有条件的话,可先让学生在计算机上进行仿真模拟练习,以减少或避免撞刀、撞车等事故的发生。
关键词:数控机床 预防性保养 机床维修
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)001-073-02
随着科学生产技术的不断发展,数控机床技术也在日益提高。众所周知,数控机床是机械加工制造也的重要基础,为日常生产提供了有力的保证。在现有国际国内市场中,产业规模日渐扩大,技术的革新和生产要求的不断提高,对数控机床技术提出了更高的要求。数控机床的性能和技术水平对于产业的发展有着相当大的意义。由于数控机床的对于企业生产的关键地位,数控机床的日常保养与维护也成为了相当重要的工作。数控机床是现代化高科技生产设备,集合了先进的科学技术,是提高企业竞争能力和生存能力的关键设备。如何做好数控机床的保养工作,更好的为制造也提供发展动力,成为了不少企业单位研究的课题。
1数控机床保养的意义与现状
数控机床技术的问世已经有几十年的时间,这项技术是由几项基础的学科综合演变而来,当下的产业环境对于数控机床技术也提出了相当高的要求,同时也促使着数控机床技术的不断进步。数控机床与普通机床大不相同,数控机床的特点是加工的精度、速度、效率、稳定性比普通机床有着更大的优势。数控机床可以减少工人的工作强度,提高生成的质量。并且,很多困难的加工工作,数控机床都可以完成。因此,随着科技的发展和产业的不断要求,数控机床在机械制造加工型企业中逐渐普及发展。数控机床的技术水平,生产能力也成为衡量一个企业制造能力的指标之一。
数控机床是高精度的自动化设备,在日常生产工作中,数控机床能否高效安全的生产,这与设备的日常正确使用和保养有着非常重大的关系。在企业的日常生产工作中,数控机床能否正常并且准确的完成既定工作,不仅仅取决于数控机床的自身性能和操作人员的合理操作,也与数控机床的日常保养维护工作有关。数控机床的价格成本也非常高,并且在制造加工工序中处于重要的关键地位。如果数控机床不能正常工作,影响生产,那么对于企业的损失是非常严重的。因此,长期、高效、安全、稳定可靠的生产,对于企业经济效益的实现是必要的条件。那么,正确的使用和保养数控机床就成为了一项保证企业正常生产的重要工作。
在企业日常生产中,由于生产过程中对于数控机床的维护重视不足,偏重生产的效能,忽视日常保养与维护,这种现象也是部分存在的。如果日常不注重对数控机床的保养和维护,那么在出现故障时,就很难达到迅速恢复正常生产,节约维修成本等目的。只有坚持的做好数控机床的保养工作,才能降低日常数控机床的元件器件的损耗,延长机械使用寿命,保证数控机床的良性工作状态,增加生产稳定性和安全性。并且在日常工作中也要及时的发现工作隐患,争取长时间的稳定高效工作。因此,要做好数控机床的日常保养工作,要提前做好预防,防微杜渐,认真细致的抓好数控机床的日常保养工作,正确的使用数控机床,保证数控机床的生产稳定性。
2数控机床保养的方法与措施
要做好数控机床的保养工作,需要做好方方面面的工作,各部分协调,为有效做好数控机床的保养工作创造良好的条件和基础。
2.1提高工作人员的职业素养和专业技能水平
数控机床的日常操作也是在工作人员的操作下进行,如果有问题出现,需要第一时间由操作人员进行处理。作为操作人员,要掌握正确科学的操作方法,并且具备良好的责任心和职业素养,对于数控机床提高重视程度,加大对企业的责任心。同时,工作人员也应该主动的提高自我专业技能水平,主动的学习和掌握数控相关的知识技能,并且经常组织相关培训,与有经验的操作人员进行学习与交流,切实的提高自身的工作能力。无论什么机械设备都有自己的工作方式和操作规范,严格按照操作规范进行操作既可以保证机械正常高效的工作,又可以保障机械操作人员的自身安全。
2.2 数控机床保养的设备需求
数控机床的保养需要提供足够并且可靠的保养设备,提供足够的物质条件支持。如相应的维修设备、仪表设备等。并且,对于不同的机床,也需要配备相应的维修软件、工程图样、技术资料、维修手册等等材料。这样,数控机床的保养工作才能正常的进行。
2.3 数控机床的预防性保养工作
预防性的保养工作对于数控机床的稳定生产具有相当大的意义。预防性维修保养就是把即将出现的问题和设备故障提前发现与排除,降低设备的故障率,保证正常生成的进行。
(1)对于选择数控机床设备不能仅仅从性能参数等角度来考虑与选择,还要从维修维护角度进行考察与分析。要重视设备的技术先进性、可维修的能力、设备运行的可靠性等等方面。选择技术含量较高的数控机床设备,不仅仅可以增加生成效率,更可以在设备运行的可靠性占有很大的优势。设备的可维修能力是指设备在出现故障的时候,维修起来是否方便和迅速,设备的零件元件更换是否方便,后备零件的购买是否方便有保证等。设备的可靠性是指设备正常运行的稳定性、正常生产的能力,应该选择可靠性高的设备,选择故障率低,平均正常运行时间高的设备。
(2)注重数控机床设备的正确使用。数控机床稳定高效生产的关键是正确的使用数控机床,正确使用数控机床可以延长机床使用寿命,提高生产效率,这在预防性保养中具有非常关键的。根据厂商的培训以及操作手册等资料,加强使用与维护的意识,严格按照流程和规章操作机床,降低配件的损耗与人为破坏,提高正常操作水平。在使用中严格注意数控机床的使用环境,避免过于潮湿或者阳光直射等不良环境对数控机床的实际影响。保证机床供电电压的稳定,从外部因素上杜绝和避免不正常情况的发生,减少外部因素引起的故障率。
(3)增加运行利用率。减少数控机床的闲置,避免由于过长时间的闲置造成的性能、精度的降低,减少配件由于闲置造成的故障。注重数控机床的使用统计,保证其通电时间的合理性。对于新投入生产的数控机床,要尽快的投入到日常生产使用中,磨合好设备,让故障在保修期内得以暴露和解决,为日后稳定正常生产做好准备。
(4)坚持设备的一般性维护和检查。数控机床由于自身具有较大的先进性和复杂性,其工作环境比普通机床要复杂的多。维修人员应坚持巡回检查,详细认真的统计好数控机床的日常工作情况,对于供电、压力、等情况细致的处理与记录。并且做好清洗、注油等日常工作,保证数控机床设备的正常运行。
3结束语
综上,数控机床设备是机械制造企业的生成核心。对于提高数控机床的稳定性,发挥数控机床的高效生产的特点,需要不断的研究和发展。只有坚持做好数控机床的日常保养工作,才能才延长元器件的使用寿命,延长机械部件的磨损周期,防止意外恶性事故的发生,争取机床长时间稳定工作。维修人员应该提高自身能力和素养,在思想上高度重视对数控机床的日常保养和预防性维护工作。对于数控机床的预防性保养工作切实的做好,及时发现隐患和非正常情况,减少故障的发生和维修成本,这同时也是在为企业创造效益。
参考文献:
关键词:数控仿真;软件;数控机床;教学
一、引言
近年来,我国高校开始扩招,数控机床专业学生数量也在增加。在这样的情况下,高校必须加大对数控设备方面的资金投入,从根本上满足大学生学校与实践的需求。本文从了解数控仿真软件概念入手,探讨数控仿真软件在实践教学中的应用,并针对常见问题提出有效解决对策。
二、数控仿真软件概述
数控仿真软件,即在实现计算机编程与科学建模的基础上,以动态的方式,将加工全过程演示出来,主要进行二维和三维图形呈现[1]。通过这样的方式,转变了传统式的数控机床教学模式,那些之前必须在专业实验室和专门工厂当中进行教学的演示功能,如今可以在虚拟的软件环境中实现,数控教学的灵活性和便利性更强。数控仿真系统的应用优势显著,主要特点如下:仿真功能强而全面,刀具库体系丰富而完善,图形与普通数据接口质量好;对配置的要求不高,仅需仿真软件与普通微机,且能实现自身和多种网络操作系统的结合;需要的资金和原材料少,占地空间小,可避免资源浪费;通过网络交流平台促进师生之间的交流与互动。
三、数控仿真软件在数控机床教学中的实践应用
第一,虚拟机床仿真软件。在数控机床教学中,虚拟机床仿真软件是以计算机为载体模拟加工全过程的。其特点如下:第一,无论在界面风格,还是在结构方面,虚拟仿真数控机床与真实机床均存在差异性。第二,仿真机床操作流程如下:首先进行毛坯定义,然后进行工件装夹和压板安装,再次进行基准对刀和安装刀具,最后进行机床手动操作[2]。第三,进行完整性地碰撞检测。主要包括手动的和自动的,即刀柄、夹具、刀具、压板、刀具,行程越界,以及主轴不转时相关相关设备的碰撞。在检测过程中,如果出现错误,就会产生报警提示,降低操作失误率。第四,数据接口经过了优化,用户不但可以在真实的环境条件下进行虚拟机床操作,而且可以了解多种运行参数,将别的CAD/CAM软件应用到加工过程中。考试系统完善而灵活,不仅具备远程操作功能,还具备智能化数据保存、评分与查询等功能,实现考评的智能化。由于当前高校开设增设多种数控教学课程,实际参与到数控机床实习当中的学生越来越多,且数控机床价格开始上升,精密性要求越来越高。因此将数控仿真软件应用到实践教学当中,进行数控机床编程优化,加强实践操作培训,能有效地解决相关矛盾与问题。这样不但能够防止操作失误,损坏机床设备,而且操作者还能在仿真机床的操作中获取真实感受,处理了数控机床设备不足的问题,赋予学生更多的实践操作机会。第二,CAD/CAM一体化软件。在数控机床教学中,CAD/CAM一体化软件特点如下:可呈现出直观性的几何造型,进行复杂零件的优化设计;粗加工技术先进化和智能化,加工方式多样而灵活;具备较强的刀具路径校验功能。针对刚刚学习数控机床加工知识的学生来说,通过应用CAD/CAM一体化软件进行教学,可以及时建立零件模型,进而快速地生成数字代码,降低手工编程的繁琐性。在这么直观的模型教学模式下,能激发起学生参与数控机床加工和设计的积极性与兴趣,但也存在不足之处,即容易与实际加工脱节。该编程模式是否和真实机床相兼容,相关参数设置的是否精准,是无法在软件中观察到的。装夹等核心步骤也难以在软件中体现。因此,CAD/CAM一体化软件仿真,还未进入到真实的加工过程。且编程属于基本功能,一味地跳开编程,无法促进学生对理论知识的认识。针对金工实习教学来说,往往注重培养学生的独立操作能力,且以现场理论性教学为辅,旨在促使学生对数控机床加工有基本的认知。但针对职业培训来说,往往以受训者切实掌握技术为准。通过对比可知,金工实习教学会受到时间与课程方面的影响。通过进行仿真软件课堂教学,学生只能对CAD/CAM软件有一个大概的了解,而要想完全掌握和应用CAD/CAM软件,必须积累加工经验,花费较长的时间。因此,针对那些具有编程基础的学生教学,往往采用CAD/CAM一体化软件。
四、数控仿真软件实践应用中的主要问题及解决对策
在数控机床教学中应用数控仿真软件,给教师的“教”和学生的“学”带来了便利,但其仅仅属于一种加工模拟软件,与真实加工过程相比存有差别,不能代替学生在实践加工操作中的知识与技能积累。因此,在实践教学当中,单纯依靠数控仿真软件是不可行的,学生无法真正掌握实践操作技能。要想解决这一问题,可从以下两方面入手:一方面,高校要结合教学实践情况,科学安排和设计课程教学进度。在学生学习数控仿真软件课程知识之前,为他们安排到工厂中实习,让学生在实习过程中获取对不同数控加工方法的感性认知。此外,在加强数控仿真软件训练之前,应先进行数控机床课程教学和数控加工工艺课程教学。这样的话,学生就能在掌握不同机床实践操作、加工、切削用量计算方法的基础上,更加透彻地掌握数控仿真的全过程,实现数控仿真与真实加工的有效结合。另一方面,要科学合理地穿插与安排学生,参与到真实的数控机床训练当中。这样不仅能够防止学生对仿真软件过于依赖,还能真正培养学生的机床实际操作技能。要想实现这一点,应提升高校的教学管理水平。
五、结束语
综上所述,在高校数控机床教学中,应用数控仿真软件,已经成为常见方法。要想切实地优化数控机床教学效果,教师应当从软件应用方法与教学内容等方面入手,充分发挥不同类型的数控仿真软件的应用作用。
参考文献:
[1]陆九州.数控仿真软件在数控机床教学中的应用[J].新课程•下旬,2015(7):86.
【关键词】数控技术;机床维修人员;数控机床试验维修平台
当今社会,大量的数控技术促进了机械制造业的生产方式和管理模式的变化,它的辐射能力和关联效益更是无法计算。数控技术已经是商业贸易和国际技术的重要构成,数控技术的大量出口被工业发达国家视为高利润的重要产品,贸易额逐年增加。数控机床已经成为机械行业重要的加工设备,它是石油化工、汽车制造及机械等许多行业的支柱性产业,是世界产业革命的一个重要组成部分。因此数控技术是反映国家制造业现代化水平程度高低的重要标志,更是一个国家综合国力水平的象征。所以,当今世界制造业发展的主要方向是实现加工生产过程数控化。随着数控机床的大量应用,在使用过程中难免会出现问题,数控技术的复杂性和综合性使其在发生故障后,维修的难度大于普通设备,如果不能及时地排除故障,将制约数控机床的使用率,给企业生产带来影响。如果培养出一批大量数控机床维修技术人员,这将大大提高数控机床的使用率。
一、现阶段我国数控机床维修情况
通过对市场调查,由于数控机床是一个复杂的自动化机电设备,维修人员不仅要熟悉数控机床的机械部分,还要懂得电气知识,更会使用先进的数控机床故障诊断技术,进行数控机床维修,只有这样才能在数控机床出现故障时,及时有目的排故,保证机床的正常运行,这和传统机床维修工作有着很大的区别。现在数控机床出现的预知维修,更是改变了传统维修理念。在数控机床出现故障前,先进行维修,这样可提高数控机床运行的可靠性、安全性和机床的利用率,更能节省维修时间和费用,产生难以估量的经济效益。这些年来,由于信号处理技术、计算机技术及通信技术的快速发展,也出现了许多先进的数控机床故障诊断技术。在当今机械行业中,随着数控技术的快速发展,现在的数控系统结构简单,技术成熟,但也统暴露出越来越多的问题。由于现在使用的大多数数控机床,它们所用的数控系统是由各自系统厂家独自设计研发的,互通方式和通信机制各不相同,这就造成了系统之间互不兼容。系统之间的操作方式也不一样,当使用者购买了不同型号的数控系统时,增加了企业的培训费用。尤其在机床出现故障时,这就为机床的维修增加了难度,企业经常要联系专业系统的维修人员进行维修,大大增加了维修成本,不利于数控系统厂家提高产品的竞争力。
二、数控机床维修的目的
数控机床故障诊断与维修的基本目的是提高数控设备的可靠性。数控设备的可靠性是指在规定的时间内和工作条件下维持无故障工作的能力。衡量数控设备可靠性的重要指针是平均无故障时间MTBF(MeanTimeBetweenFailures)、平均修复时间MTTR(MeanTimeToRepair)和平均有效度A。平均无故障时间是指数控机床在使用中两次故障间隔的平均时间,目前较好的数控机床的平均无故障时间可以达到几万小时,显然平均无故障时间越长越好。平均修复时间是指数控机床从开始出现故障直至排除故障、恢复正常使用的平均时间,显然这段时间越短越好。平均有效度是对数控设备正常工作概率进行综合评价的指标,它是指一台可维修数控机床在某一段时间内维持其性能的概率。数控设备故障诊断与维护的目的就是要做好两方面:一是做好数控设备的维护工作,尽量延长平均无故障时间MTBF;二是提高数控设备的维修效率,尽快回复使用,尽量缩短平均修复时间MTTR。也就是说,从两个方面来保证数控设备有较高的有效度A,提高数控设备的开动率。
三、职业院校建立数控维修平台的重要性
关键词:工程训练;数控教学;仿真技术
一、引 言
工程训练中心是培养工科学生的一个重要基地,各学校在工程训练中心的建设过程中投入巨大,除基本的金属切削机床、材料成型设备外,各种数控机床、特种加工机床、精密测量等设备也已经成为工程实践教学的主力装备。2008年11月,国家机械制造基础及工程训练课程指导委员会就《普通高校工程训练中心建设基本要求》作了详细阐述,其中数控设备至少应有:6台数控车床、3台数控铣床、2台数控切割机床,并且各学校可根据实际教学需要,增加一定数量的加工中心,工程训练中心除教学任务外,还有巨大的潜力可以挖掘。同时,随着我国经济的迅速发展,国家在科学研究上的投入力度越来越大,这些科研项目对机械加工都有着巨大的需求,但这些需求一般为单件或者小批量,并且设计尚未完善或者一直处于改进之中,与现代企业的大批量生产存在一定脱节,而工程训练中心的硬件设施与任务恰好能够满足科研项目中机械加工的需求,同时又能改善学生的学习条件。
二、数控机床的特点及教学
数控机床是指可以通过计算机编程,进行自动控制的机床。与普通机床相比,数控机床具有很多优点:高柔性,适合单件、小批量生产,适合新产品的开发;加工精度高、加工质量稳定可靠、生产率高,数控机床的加工自动化,免除了普通机床上工人的疲劳、粗心、估计等人为误差,提高了产品的一致性;并且数控机床对操作工人的要求降低,一个普通机床的高级技工,不是短时间内可以培养的,而相对来说数控机床操作工人培养时间极短(如数控车工需要一周即可,还会编写简单的加工程序)。
由于数控技术教学和培训都离不开数控机床,而数控机床本身价格比较昂贵,同时训练过程不可避免地存在误操作过程,这对机床安全是一个巨大的隐患,同时数控机床的数量有限,难以满足大量学生实践训练的需求。而随着计算机技术的发展,数控机床加工仿真技术得到了迅猛发展,很好地解决了这些矛盾。数控加工仿真是一种先进的计算机人机交互技术,具有生动的界面和强大的显示功能,图形大小、颜色、观察视角以及刀具的形状等都可由操作者自行设计以满足不同的监控与学习要求;仿真系统的通用性较强,其语法诊断功能可以帮助学生学习编程。在模拟过程中,系统能及时提供错误信息以及刀具相对移动轨迹的显示以及最终加工的立体效果,很容易发现和修改编写程序的错误,高仿真界面及动态的模拟仿真系统可有效地显示代替机床实际运行状况并且还能够提示操作信息,使数控机床的编程操作易于课堂化教学,从而既节省了机床设备和实习消耗,降低了实做危险,又大大提高了教学效率,规避了实习人员的操作风险。数控加工仿真系统采用了与数控机床操作系统相同的模拟界面,使其具备了整个加工过程的模拟仿真能力,即使仿真系统在模拟中出现人为的编程或操作失误也不会危及学生和机床安全,学生反而还可以从中吸取大量的经验和教训,所以说它是初学者理想的实验、实践工具。因此,数控加工仿真技术在数控教学领域的应用日益广泛[1][2]。
当然,数控加工仿真技术同真正的数控机床存在一定的差别,容易引起以下弊端:(1)过于依赖计算机完成所有的操作,因为图纸绘制、G代码生成、仿真加工都可在计算机上完成,仿真与实际机床之间存在各种差异;(2)忽略加工工艺,仿真系统的仿真加工过程速度一般为5倍(调节范围:1-100),使得操作人员忽略进给速度、刀具转速和加工质量等;(3)无法保证加工质量,由于仿真软件只能仿真加工过程,对于零件的表面粗糙度和尺寸精度等无法保证。
因此,数控教学必须采用数控加工仿真与实训操作相结合的方法,即先通过仿真系统让学生对数控编程有一定的了解,再通过实训操作使学生理解仿真与机床实训的差别,不能仅仅为了学生和机床安全废除实训操作,这样既可大大减少学生理解错误而产生的各种机床损坏及人身伤害,又可提高学生的实际操作技能。
三、科研团队与工程训练中心的合作前景
随着中国经济的迅速发展,国家和其他组织在科研上的投入力度越来越大,其中理工类的科研对机械加工有着巨大的需求。绝大部分新产品开发或者新技术在开发过程中,对产品的需求并不明确或者存在一个逐渐深化的过程,对零部件的定型需要一个漫长的、反复的过程,需要对零件进行单件或者小批量的试制、修改。一般的科研团队在机械加工方面的人员、设备力量非常薄弱,如果把这些任务交给企业去做,往往价格昂贵而又费时。而这恰恰是工程训练中心的强项,并且科研团队中往往有一大批计算机基础很好的研究生,利用数控机床的仿真软件,可以较快地学习数控设备的操作技术。一般说来,在工程训练中心学习的主要群体是低年级的学生,也有少数高年级的学生,这些学生在此学习的目标往往比较简单,仅仅是学习基本的操作技术,加工零件也仅仅是作为练习。如果科研团队与工程训练中心合作,对科研团队的研究生进行培训,训练他们自己进行机械加工的能力,不仅能节省大量时间促进科研进程,更重要的是积累了加工经验,这有助于后续的设计与改进。同时,对本科生来说,与研究生一起操作数控机床不仅仅是练习了,而是在生产在科研,能够极大地提高他们的积极性,培养自信心,增加他们的知识面,能够进一步推动高年级本科生进实验室的潮流,部分优秀的低年级学生也能参与到科研中,这对本科生的其他课程学习是非常有益的。
四、结 论
数控机床加工仿真技术已经成为数控教学的重要方法,这种方法功能强大、成本低、安全可靠,可在短时间内大量培训数控操作工,这些特点与科研项目存在互补之处,双方合作是互惠互利的,既能改善教学条件,又能推动科研项目的进展。
参考文献:
一、数控机床机械加工效率低下的原因分析
在数控机床实际加工作业中,制造加工企业可以配备专业人员对数控机床在机械加工过程中所涉及的各项加工设备、数控加工技术以及机械加工操作程序规范等问题进行详细地分析与研究,以此作为研究人员在制订数控机床机械加工效率优化整合的依据与参考。当前经济形势下,造成数控机床机械加工效率低下的主要原因有:
1.数控机床机械加工故障制度不健全,机械应用水平低下。就我国而言,在整个制造加工行业领域中,研究人员仍然没有在数控机床机械加工设备在损坏及质量影响下对整个数控机床机械加工作业精度带来的损失问题上形成较为统一的认识。再加上大部分专业人员对数控机床机械加工设备的依赖程度较大,重引进、轻研究,设备使用人员缺乏对先进数控机床机械加工设备的规范化使用意识,数控机床加工过程中粗加工与精加工之间存在的产品加工工艺差异也无法通过这些先进数控机床机械加工设备仪器的加工性能体现出来。在多种因素的共同作用下,最终造成整个数控机床机械加工效率低下。
2.数控机床机械加工的编程程序不够规范。在新的经济技术形势下,数控机床需要以计算机编程系统和编程技术为载体,实现对整个机械加工环节分布把握与整体控制的目的。然而,由于当前我国的计算机程序编程技术在数控机床机械加工中的应用还不够充分,在系统初始调试程序与机床走空刀故障的处理办法上还存在明显缺陷,整个数控机床机械加工无法在运行安全性及稳定性方面作出保障,这也是造成当前数控机床机械加工作业效率低下的重要原因之一。
二、提高数控机床机械加工效率的措施
1.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。
2.提高工作人员的业务水平和职业素质
处于生产第一线的操作、编程和维修人员直接面对设备,他们的技术水平和职业素质的高低将直接影响到设备的使用效率和工件的加工质量,也在很大程度上决定了设备的使用寿命。因此,提高上述人员的业务水平和职业素质,使之尽快适应新设备的操作使用和维护保养要求,是非常重要的。在现实工作中,有些机床操作或编程人员由于对机床和系统了解不深,甚至理解错误而引起的编程或操作失误一类的故障时有发生。例如参数或语句设定错误而造成机床不运行、动作失误、工件加工时尺寸超差或是由于操作失误而造成机床误动作甚至撞车等。这类故障都是一些本来可以避免而又后果较严重的故障,直接影响了机床的有效使用;而维修人员由于业务水平不高,当设备发生故障时,不能迅速、有效地排除故障,使数控机床长期处于故障瘫痪状态而影响生产的情况时有发生。因此,作为机床操作、编程及维修人员,在上岗操作设备之前,必须经过岗前培训,使之具备必需的数控机床操作、编程和维修知识。并且要对所操作的具体机床有更进一步的了解,这样才有可能避免上述情况的发生。
对于新技术,有些操作人员不善于使用这种先进的检测工具,仍沿用老的检测方法,在停机后(有时甚至要拆下工件)用常规量具进行检测,这样无形中降低了高效机床的加工效率。在编程人员中,同样存在着类似问题。上述这些问题只有通过不断提高操作、编程和维修人员的业务水平来解决。要最大限度地发挥数控机床的生产效率,在很大程度上取决于操作、编程和维修人员的技术水平。这就要求操作者头脑清晰、思维敏捷,具有较丰富的实践经验和有关的数控加工知识;编程人员要求有较高的理论水平和丰富的工艺知识;而对维修人员则要求有扎实的理论基础知识、丰富的维修经验和较强的动手能力。另一方面,上述人员的职业素质和敬业精神也是必须重视的问题。科学技术越发展,设备的自动化程度越高,对相关人员的技术水平也要求越高,人员的素质高低就越显重要。机床的操作、编程和维修人员如果没有主人翁精神,没有积极自主的工作热情和态度,很难设想能够积极主动、高效快捷地用好数控机床这类自动化设备。因此,作为一个企业,要把不断地提高数控机床操作、编程和维修人员的职业素质和敬业精神作为一个长久的工作予以足够的重视。
参考文献:
[1]杨晓京,陈子辰.微机数控系统开发体系结构的研究[J].组合机床与自动化加工技术, 2003(5): 29-32.
[2]杨晓京,张仲彦,李浙昆,等.几种开放式微机数控系统比较[ J].制造自动化, 2002, 24 (1): 18 -21.