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當前社會,科技在不斷的進步,數控機床設備的精密性越來越高,而且運行的系統越來越復雜,這給設備維修帶來了一定難度。維修人員需要制定出最佳的維修測量,還要定期對設備進行檢修,做好事后維修工作。RCM是一種以可靠性為中心的維修理念,其一開始是應用在航空領域,隨著這項維修管理技術的不斷完善,其應用的領域越來越廣。本文對RCM在數據機床領域的應用進行了分析與介紹,在了解RCM的概念后,可以更好的應用在設備故障模式中,從而保證設備可靠的運行。
1 RCM概述
RCM是一種以預防為主的維修策略,其是以可靠性為原則,將其應用在設備維修中,可以優化維修制度。應用RCM理念,首先需要對系統的功能以及存在的故障隱患進行分析,然后確定故障隱患可能造成的后果,采用邏輯分析的方法制定出決斷的策略,根據故障后果制定出具有預防性的維修策略。在故障分析時,相關工作人員需要做好相關數據的統計,確定好建模的類型,這樣才能實現數控機床系統安全、穩定的運行,并保證設備的完好性。在維修的過程中,是以降低停機損失為原則的,對維修的策略進行了改進與優化,有效提高了維修的效率。
RCM應用在數控機床等設備的維修工作中,需要保證設備運行的可靠性,根據故障檢測結果,確定出維修策略,檢修人員需要進行結構性評價,還要制定出科學合理、經濟節省的維修策略。檢修人員需要對設備進行綜合性評價,包括運行的安全性、運行的經濟性、維修的成本等,然后制定出最佳的維修方案,保證停機檢修給企業帶來的損失最小。
2 基于RCM的維修管理分析
2.1 可靠性分析
應用RCM維修管理模式時,首先需要對數控設備的可靠度進行合理的分析,通過數據統計的方式,可以計算出故障率以及分布情況,然后可以得知設備的平均壽命。根據計算出的使用壽命,有利于分析出設備故障間隔的時間,這些數據也是評價設備可靠性主要參考的數據。RCM維修管理理念強調數控設備檢修的可靠性,其在數控設備的應用中收到了良好的效果。
2.2 FMECA分析
FMECA是故障模式、影響及危害度分析的簡稱,在分析時,主要是對數控床進行故障分析,這可以了解到數控車床出現故障的部位,了解故障發生的原因。這種分析方法是站在整體的角度進行分析,針對出現故障次數比較多的設備,可以及時分析出故障產生的原因,制定出有效的解決措施。在危害度分析時,首先應確定設備易出故障的部位,然后按照系統中零部件功能對其進行分類,確定故障模式,做好后果分析工作,再對系統中重要的設備進行危害度分析。FMECA分析可以了解到系統最容易出現的故障,在綜合考慮與全面分析后,可以得出系統內的關鍵故障。
2.3 維修方式
在確定數控機床維修的方式時,主要是選擇最佳的維修時間,不同的部件應采用不同的維修方式,這樣才能有效控制維修,提高維修管理的水平。基于RCM的數控機床維修方式主要有三種,分別是事后維修、定期維修以及狀態維修。
2.3.1 事后維修屬于非預防性的一種維修方式,其可以同時對多個項目進行維修分析,結合事后監控到的信息,確定最佳的維修措施。事后維修的適用范圍是:突發故障、危害程度較低的故障。采用這種維修方式需要充分準備維修資源,這需要一定的經費支持。
2.3.2 定期維修屬于預防性維修方式,其主要是針對一個項目進行維修,在定期檢修的過程中,需要對相關部件進行更換,但是存在對不該維修設備進行維修的問題,增加了維修的成本。這種維修方式比較適合應用在故障嚴重,存在安全威脅,故障發展比較迅速,或者損耗較為嚴重的故障中。定期維修的費用與事后維修差不多,其需要準備的更換部件比較多。
2.3.3 狀態維修也是一種預防性維修,其一般也是針對一個項目進行維修,維修前需要根據監控的結果了解到項目當前狀況,然后根據嚴重長度維修或者更換部件。這種維修方式適合于影響嚴重、危害性比較大、發展緩慢的損耗型故障。狀態維修的費用比較高,其屬于經常性費用,需要較高的投資。
3 基于RCM的數控機床維修管理
3.1 數據機床可靠性分析
在數控設備運行的過程中,由于數據處理較為頻繁,為了保證分析的準確性,檢修人員應采用MATLAB進行計算,確定故障間隔時間以及故障信息。某數控機床故障間隔時間為一組154個數據,在可靠性分析以及數據處理時,應用RCM維修管理的具體措施是:
3.1.1 可靠性指標評定
首先結合可靠性數學知識,可以得到設備基本可靠性參數,數控機床平均無故障的工作時間為:
平均故障修復時間為:
可用度為:
故障率λ為:
3.1.2 故障間隔時間分布類型的估計
結合數控機床故障間隔的時間分布函數,在數據中找到最大及最小值,然后進行加總求平均值。在估計故障間隔時間分布類型時,還要做出故障間隔時間密度函數散點圖,觀察散點連接形成的曲線的形狀,再與故障間隔時間分布模型的形狀進行對照,這可以得到對數正態分布,從而判斷出樣本的故障信息。
3.2 采用FMECA分析法
數控系統是由多種零部件及子系統構成的,在綜合分析故障數據信息后,得知系統出現故障比較頻繁的部位主要是機械手,通過對比可以發現,機械手故障頻率比其他零部件都要高。另外,液壓系統、主軸箱以及整體防護系統也是故障頻率較高的部位。
結束語
本文對RCM的概念進行了介紹,還對RCM在數控設備中應用進行了分析,對基于RCM的數控機床維修管理進行了探討,通過實踐證明,采用RCM維修管理理念,有效提高了維修的準確性,而且維修的效率也大大提高了。采用這種新型的維修管理技術,強度維修設備的可靠性,維修人員需要先確定維修的方式,然后做好危害程度的分析,制定出最佳的維修策略。采用RCM可以提高設備的使用性能,節省了維修的費用,可以保證企業的經濟效益。總之,基于RCM的維修管理在數控領域有著良好的發展前景。
參考文獻
[1]楊兆軍,李小兵,許彬彬,陳菲,朱曉翠,郝慶波.加工中心時間動態可靠性建模[J].機械工程學報,2012(2).
[關鍵詞]數控機床;維修;保養
1.引言
數控機床電氣的數據輸入裝置可以是一般輸入操作鍵盤,較少使用的磁帶機,或者數控系統配備的硬盤和用于大量數據的存儲保護的驅動裝置,也就是將輸入的指令以及應用數據輸入數控系統的裝置。數控機床的中樞是數控系統,此系統是將接到的全部功能指令進行處理運算,接著是有序地發出各種需要的運作指令或者是控制機床的指令,直到運作的結束。數控系統都有很完善的自我診斷功能,所以,日常的維護工作主要就是對設備周圍環境的保護與硬件系統的防護。機床各項功能的邏輯控制中心就是可編程邏輯控制器,此控制器是將來自一般輸入操作鍵盤的各種動作以及信息指令進行邏輯排序,同時讓它們可以協調的安全運作。數控機床還有主軸驅動系統、進給伺服務系統、電氣硬件電路。下面簡要談一下數控機床電氣的故障以及維修與保養方面的問題。
2.數控機床電氣常見的故障
2.1有診斷指示故障與無診斷指示故障
以故障出現時有無指示可以分為有診斷指示故障與無診斷指示故障。目前的數控系統的設計都有完善的自行診斷程序,時實監控系統的軟件性能和硬件性能,一旦發生故障就會立即報警或者還有簡要的文字說明在顯示器的屏幕上顯現出來,要找到故障的原因,結合系統配備的診斷手冊,這樣不僅可以找到故障發生的原因、部位,而且還有排除故障的方法的說明。機床制造廠家也會針對具體的情況,要與機床設計有相關的故障指示以及診斷說明書。上述這兩部分有診斷指示的故障再加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數電氣故障的排除較為容易。無診斷指示的故障一部分是上述兩種診斷程序的不完整性所導致(例如開關不閉合、接插松動等情況)。這類故障則要依靠對產生故障前的工作過程以及故障現象和后果,并且依靠維修人員對機床的熟悉程度和技術水平加以分析和排除。
2.2硬件故障與軟件故障
以故障發生的部位可以分為硬件故障與軟件故障兩類。硬件故障就是指電器件、電子、電線、印制電路板,電纜接插件等的出現不正常的狀態甚至損壞的現象,這是需要修理或者更換才可以排除的故障。而軟件故障一般是指PLC邏輯控件制程序中所產生的故障,需要輸入或修改某些數據或者修改PLC程序才可以排除的故障。零件加工程序故障也屬于軟件型故障。最嚴重的軟件故障就是數控系統軟件的缺損以及發生丟失的情況,要解決這種故障就只有與生產廠商或其服務機構進行聯系了。
2.3破壞性故障與非破壞性故障
以故障出現時有無破壞性,分為破壞性故障與非破壞性故障。對于破壞性故障,損壞工件甚至機床的故障,維修時不允許重演,這時只能根據產生故障時的現象進行相應的檢查、分析來排除,技術難度較高且有一定危險性。當可能會損壞工件時,則可卸下工件,試著重現故障過程但是要十分小心,以免造成傷亡事故。
2.4系統性故障與隨機性故障
以故障出現的或然性分為系統性故障與隨機性故障。這兩種故障分析要經過反復的試驗,通過綜合的判斷就可以消除。系統性故障是指只要滿足一定的條件時,就會產生定向的也就是確定的故障,此類故障的分析比較困難,大多數情況下是與數控機床結構的某部分松動移位、一部分電氣的工件特性移動或者性能降低、電氣運行過程中出現溫度過高的現象有關。
3.數控機床電氣的維修與保養
數控機床日常的維護與保養就是為了預防電氣的故障發生,從而降低電氣的故障發生率。數控機床的故障維修與保養主要有以下幾個方面。
日常保養:對企業的每臺數控機床都要建立日常維護和保養計劃。包括保養內容(如油、水氣路,各項溫度控制,平衡系統,冷卻系統,傳動帶的松緊,繼電器、接觸器觸頭清潔,坐標軸傳動系統的、磨損情況,豐軸等;各插頭、接線端是否出現松動現象。電氣柜通風狀況等等)及各功能部件以及元氣件的維修和保養的周期(每日、每月、半年或不定期)。
提高利用率:目前由于數控機床的更新換代比較快,許多企業都有閑置的數控機床電氣,實踐證明,長期將數控機床電氣閑置會降低其工作效率,所以,為了保證或者提高數控機床電氣的西歐阿綠,工作人員應該加強日常的維修以及管理。數控機床含有很多電子元件,所以,它們的壽命具有很大的離散性。若日常維修和保養做的不到位,就會讓機床電氣的運動環節的油脂凝固,這樣就影響了機床的性能,而且,精度也會大大降低。要提高機床的利用率就要每天進行通電,保持日常維修以及保養的工作。
工作人員的編排:管理的高層工作者要為每臺機床分配專門的維修養護人員、操作人員以及工藝人員。在必要情況下,可以對所有的工作者進行培訓,以便提高工作人員的素質水平以及專業技能。同時,無論是什么工作人員都要嚴格按照操作規范進行操作,將數控機床電氣的各項參數數據認真記載,發現故障及時處理,以免影響企業的正常生產。
對于數控機床電氣的資料進行歸檔:工作人員對于所有的數控機床的參數資料應該進行認真的整理,有條件的企業要進行存檔,若出現事故或者故障,以方便調查原因,查找資料。管理人員也可以針對數控機床的具體工作情況制定操作規范、建立數控機床電氣的維修與保養檔案等等。除此以外,數控機床電氣的管理者也要時刻總結機床的一些信息,經常檢查其工作情況,這對于改進管理和維修養護設備有著重要的作用。
關鍵詞:數控機床管理維護
數控機床是利用數字化信號對機床的運動及其加工進行控制的機床,是數控技術與機床技術相結合的產物[1,2],它有加工精度高、質量穩定可靠、生產效率高、對零件加工的適應性強等優點,使其應用日益擴大,已經成為機械制造業的標志性裝備。
我國目前的現狀是[3]:國內數控技能人才嚴重缺乏,阻礙了我國制造實力的提高,教育部等六部委啟動了“制造業和現代服務業技能型緊缺人才培訓工程”,對高技能型人才的培養提出了具體的方案。許多高職院校根據自身特點、結合市場需要,開設了數控技術專業,為滿足實踐教學,除設置實訓基地外,還相繼配備現代化的數控機床等設備。數控機床是精密的機電一體化產品、價格昂貴,其管理和維修要求嚴格,如何管理和維護好這些數控機床,使之更好地滿足教學需求,最大限度地發揮其優勢,已經成為各個學校普遍關注的問題。本文經對各校教學實訓基地的調研,根據數控機床的結構原理及使用特點,結合設備管理方面的實踐經驗,分析了教學用數控機床使用中出現的問題,并提出了改進措施,以供同行參考。
一、教學用數控機床的特點
教學用數控機床與生產用數控機床相比主要有下列特點:使用目的不同。生產用數控機床的主要目的是提高生產效率,創造更多的經濟效益,以生產為主。教學用數控機床主要是用于滿足教學工作,將學生的理論知識通過實際操作轉變為直觀認識的機床,是一種以試驗為主的機床。操作人員不同。生產用數控機床的操作人員,一般是具有豐富實踐經驗的工人。教學用數控機床的操作人員,大部分是新手——學生,第一次將理論知識轉化為實踐的操作,經驗很少,所以故障率較高。維修和管理方式不同。生產用數控機床往往配有專業的維修人員,一般都是有計劃、系統性的管理和維修。教學因數控機床缺少專業人員進行管理和預防性維護,往往是故障發生后再去彌補,很少將故障消除在萌芽狀態。使用效率不同。與生產用數控機床相比,教學用數控機床作為一種演示型機床,大部分時間處于停工狀態,機床的利用率不高,可能造成資源浪費。
二、存在問題
通過兄弟院校相關人員間的教學交流,結合我們的教學實踐經驗,教學用數控機床在管理和使用的問題概括為:
1、機床運行中事故較多,例如撞車、撞刀、超程等現象頻繁發生,導致機床精度下降。
2、機床發生故障后,不能及時得到有效處理,機床帶病、帶傷工作情況較多,最終導致機床發生破壞性的故障,造成巨大損失。
3、管理方面存在漏洞,對機床的維護缺少系統性、計劃性,不能起到預防故障的作用。
4、機床操作人員和維護人員責任性不強,當出現問題時,不是積極地去處理,而是相互推卸責任,直接影響正常的教學工作。
5、維修不及時,學生上課時間不合理、甚至出現沖突時,有些教師責任心不強,為了圖省事趕課時,將多個小組合并上課時,出現多名學生圍著一臺機床的現象,教學效果很差。
6、通過調查,學生反映實訓效果不太好,與預期目標相差很大,從而得不到應有的教學效果。
以上諸多原因導致機床“停工”現象嚴重,學生學不到實質性的東西,使數控機床不能發揮應有作用,造成了資源的浪費。
三、原因分析
教學用數控機床的管理和維修方面存在的問題,其原因雖多種多樣,但可歸納為:
1、管理人員沒有經過專門培訓,缺少設備管理方面的專業知識,對數控機床沒有制定嚴格的點檢、維修計劃,又礙于面子不去向別人請教,導致維修人員不能及時排除故障,延誤了故障的排除,直接影響正常的教學。
2、管理人員缺乏責任心,對機床了解不夠,工作沒有計劃性,是造成機床維護缺少系統性、預期性的主要原因。
3、維修人員自身責任性不強,技術水平低,不能及時處理工作中出現的故障,是機床帶病工作的主要原因。
4、學生在實訓前準備不充分,操作時粗心大意,不按規定的步驟操作等,是導致機床運行過程中發生撞刀、撞車、超程現象的主要原因。
5、教師自己缺乏實踐經驗,對機床的結構、原理理解不夠深入,講課缺少靈活性,對一些結構、原理性的問題解釋不清楚。學生實踐經驗本來就較少,學習主動性又較差;是學生感到難以接受的主要原因。
6、教師和學生對實訓工作不夠重視,只求單純完成任務,很少考慮教學效果,是影響教學效果的主要原因。
四、改進措施
根據以上分析,結合實際情況,提出如下改進措施:
1、聘請專業人員對設備進行管理,制定科學的管理方法。根據各類數控機床的不同特點,結合自己的實際使用情況,參照機床說明書,制訂出合理、規范的數控機床管理和維護制度,對設備的保養維護做到三定,即定期、定級、定人。
2、要重視“雙師型”教師隊伍的建設[4]。數控機床是集機、電、液、氣于一體的機電產品,具有技術與知識密集的特點;要求數控機床的操作與維修人員,不僅要具備各方面的知識,也要具有豐富的經驗和較強的動手能力;建設技術全面的教師隊伍是科學管理,合理維護數控機床的前提。
3、提高操作人員的責任心,出現問題時要積極的去處理,實在解決不了的要及時找別人幫忙解決,防止機床帶傷、帶病工作,以免影響正常教學工作。
4、選拔責任心強的教師進行定期專業培訓。實踐證明經過培訓學習,是能在相對較短時間內達到數控機床操作和維護要求的。
5、在教學和維修之間靈活安排工作,做到教學、維修兩不誤,例如可利用教學期間機床利用率不高的時間,對機床進行一些常規維護和檢修。
6、實訓之前,要對學生進行安全教育,學習操作規程,強調嚴格按照規程操作的重要性;如果有條件的話,可先讓學生在計算機上進行仿真模擬練習,用以防止撞刀、撞車等事故的發生[5]。
數控機床的管理和維護是一項很重要的工作。數控機床管理及維護人員,不僅要掌握機械、電氣、氣動、液壓、控制、檢測等方面的知識,還要熟悉伺服驅動、計算機、PLC的工作原理及PLC編程,還應具有相應的專業英語水平。只有對數控機床做到科學的管理,合理、及時的維護,才能保證機床的正常運行,使之更好地為教學服務。不管是教師還是管理、維修人員,都應有高度的責任心,才能充分發揮數控機床的作用,培養出更多的高素質高技能型人才,為我國的裝備制造業作出更大貢獻。
參考文獻:
[1]鄭小年,楊克沖編著.數控機床故障診斷與維修[M].武漢:華中科技大學出版社,2007.
[2]呂勇主編.數控車削編程與加工技術[M].北京:國防科技大學出版社,2009.
[3]安勝.談我國數控機床的發展趨勢[J].農機使用與維修,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.
關鍵詞: 數控機床;維修;教學實踐;應用展望
Key words: CNC machine tools;maintenance;teaching practice;application prospects
中圖分類號:G642;TG547 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)17-0243-02
0 引言
隨著數控技術的發展,社會對數控技術人才的需求也發生了進一步的變化,從傳統的數控操作、數控編程逐漸轉向技術含量較高的數控機床調試、數控機床維護、以及數控機床維修。目前,影響數控機床利用率的主要因素是技術維修人才的缺乏,維修力量不足,極大地影響了我國數控技術行業的全面發展。在進行數控專業維修技術人才培養時,高校不僅要教授學生數控維修的基礎理論知識,還要加強對學生基本技能訓練。針對數控設備維修人才培養問題,數控虛擬機床的發展為這一系統工程提供了良好的教學和示范。
1 現有數控維修教學手段的不足
數控維修專業的教學中,對應的課程教學實驗室基本上以下三類:數控機床電氣實驗室、數控機床綜合實驗室、數控機床裝拆實驗室,我們從數控配備的規模調查結果來看,目前大部分院校只配備了以上三類實驗室中的一種或兩種。根據多年數控維修教學反饋和資料顯示,目前高校在數控維修實踐教學過程中主要存在以下問題:
1.1 數控系統類型單一,檔次較低 目前數控機床綜合實驗平臺的配備主要以Faunc、西門子以及國產的經濟型和普及型數控系統為主,很少涉及高端系統,數控系統類型較為單一,檔次不高。隨著我國科研水平的不斷提升,以及高等教育質量的不斷提高,數控制造業的整體水平持續提升,國產數控機床制造業逐漸由普及型和經濟性逐漸向中、高檔類型發展,具體表現為多樣化的數控系統,復合化的機床功能,那些建立在經濟型數控系統基礎上的簡單數控試驗臺已經無法滿足數控機床行業的發展需要,嚴重制約著數控機床行業的進一步發展。
1.2 數控機床訓練欠缺 在數控機床實驗室里我們可以進行如刀架、刀庫和液壓站等機床功能部件的拆裝訓練。機床本身材料主要來源于數據機床生產時,廢棄的一些功能落后,殘缺不全,甚至是有故障的部件,不僅種類不全,而且數量較少,難以適應數據機床專業實踐操作的需求。近年來,數控技術逐漸朝著高速化、高精化、五軸聯動、功能復合化的方向發展,一些新型的功能部件陸續出現在人們的視野,不僅結構復雜,而且價格昂貴。高校由于實驗室建設發展滯后,實驗裝備損壞率高,現有的組建數控裝拆實驗室已經無法滿足數控機床行業的發展需要。因此,高校必須積極加快創新步伐,創建出新型裝拆實驗室訓練模式。
1.3 缺少關于傳感檢測器的相關實驗 數控機床傳感檢測元器件是提高機床精度的重要保證。但與此同時,它也是故障的頻發部位,由于現在能夠為數控維修課程設置配套的數控機床傳感檢測實驗室的高校少之又少,并且基本都處在理論和建設階段,學生在日常課程中,只有在綜合實驗平臺上才能接觸到數控機床傳感檢測器件,而綜合實驗平臺的主要功能都集中在系統調試上,因此很多學生都無法對傳感檢測器進行實驗和檢測。
1.4 機床電氣連接培訓不足 數控機床的電氣連接環節在很多學校都設置了專門的實驗培訓課,不過由于進行數控機床電氣接線所需要的機床低壓元器件種類較多,并且在實際操作中還要不停地插拔數控系統和系統的連接電纜,容易導致損壞。并且由于數控機床電器接線所需工具繁多,對導線等耗材的消耗巨大,教師對學生接線正確與否的考核工作任務重,這就造成了對電氣連接訓練的嚴重不足。
1.5 實驗室規模受到嚴重的制約 在數控機床的教學實踐過程中,學生不僅要學習種類眾多的機床部件,還要利用數控機床綜合實驗平臺進行實踐操作演練。另外,實驗室還要配備足夠數量的傳感監測器件,以適應數控機床教學課程的需要,但由于其價格昂貴,同時還需要加大的場地以作為檢測場所。這些硬件設施條件要求,嚴重影響了高校實驗室的建設發展,制約了高校實驗室的規模和功能。
2 數控機床在數控維修教學中的應用
我們僅以虛擬數控機床在數控維修中的應用為例,分析和研究數控機床在數控維修課程教學中的積極作用。虛擬數控機床的開發是在專門的三維圖形加速引擎以及開發接口平臺上進行的,虛擬數控機床是采用虛擬現實技術,在計算機上建立起來的逼真的三維互動機床模型,它在數控維修教學和培訓中具有以下幾方面的作用:
2.1 機床輔助理論教學 隨著數控機床的發展,其功能也逐漸朝著綜合化和智能化方向發展,這就逐漸加大了聯動加工中心在其中的使用。而這類中高檔的數控機床功能部件的結構、工作原理以及裝配工藝相比以往也更為復雜。要想保證數控機床課程教學的質量,教師可以在利用PPT課件的基礎上,結合虛擬數控機床和功能部件的模型進行解釋和展現,增進學生的理解力。虛擬數控機床和功能部件的模型可以根據實際需要進行任意扭轉,它通過三維動畫的形式,直觀清晰地展示了功能部件的內部結構和原理,并且配有文字解釋,更能強化學生理解力,大大提高了教學的質量和效率。
2.2 虛擬裝拆 虛擬機床以及每一個功能部件都能進行虛擬的3D交互式裝拆。而系統的右半部分則為數控機床裝拆零部件庫和工具庫。在實際的機床裝拆過程中,首先要正確選擇裝拆工具,為虛擬裝拆提供一個良好的實訓環境。為解決裝拆實驗室部件種類不全、數量不足以及新型功能部件短缺的問題,高校應積極推進數控機床專業虛擬裝拆的實施。在進行新型數控機床裝拆實驗室建設時,要逐步實現虛擬裝拆和實際裝拆的有機結合,使學生多接觸新型功能部件,并逐漸熟悉和了解,通過對虛擬裝拆練習的不斷強化,提高學生對結構及裝配關系的理解力。
2.3 虛擬電氣連接和電氣故障 虛擬機床系統實現了整個數控機床電氣柜的電氣連接,完成了從電氣布局規劃到電氣連線的整個過程。虛擬設備還根據實際需要設置了“虛擬萬用表”,其功能與真實萬用表和示波器類似。在電氣連接完成后,操作人員還可以通過及時線路檢測,最終完成虛擬上電的調試。同時,教師還可以在實踐教學中,利用虛擬儀器儀表檢測線路。除此以外,教師還可以通過學生對虛擬電氣的使用和操作情況,考核和訓練學生排查故障的能力。
3 結語
數控虛擬機床作為數控維修理論和實踐教學中的新設備,目前得出的最有效教育方式就是與現有實驗室結合進行理論和實踐的共同聯系。本文通過研究數控虛擬機床在數控機床維修教學和實踐的應用,并結合具體的實踐教學效果,得出了新型數控機床在數控機床裝拆和電氣試驗課程中的積極作用。通過實際教學效果,我們可以明顯看到虛擬數控機床在實踐教學中的作用。而隨著虛擬數控機床的進一步推廣以及其功能的日臻完善,實際數控機床和實驗臺的設備壓力也將明顯減輕。但總體來看,虛擬數控機床在數控檢測傳感檢測元器件的虛擬上還不夠完善,有待進一步加強。
參考文獻:
[1]童曉敏,賈利國.淺析電大數控機床實踐教學活動[J].甘肅廣播電視大學學報,2003(03).
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關鍵詞:數控機床;機械加工;生產效率
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
中圖分類號:TG659文獻標識碼:A 文章編號:
數控機床的工作效率直接影響到機械加工企業的經濟效益,它與企業的管理方法、職工技術以及后勤保障等多種因素有關。如何提高數控機床的工作效率,是機械加工企業需要考慮的問題之一,本文主要研究提高數控機床工作效率的意義以及方法與途徑。
一、機械加工過程中提高生產效率的意義
與普通機床相比,數控機床的自動化水平較高,在加工零件的過程中具有較好的穩定性,能夠加工很多普通機床無法完成的復雜零件,并且在工作中幾乎不需要工裝卡具。根據以上分析可以知道,使用數控機床可以降低成本支出,減少工人的勞動強度,提高機械加工的生產效率與機械加工企業的經濟效益。所以,提高數控機床的工作效率對于機械加工企業具有重要的意義。數控系統是數控機床的核心構件,其可靠性以及工作性能直接影響到數控機床的工作效率。
二、提高機械加工生產率的方法與途徑
一般來說,根據對數控機床系統故障的研究,提高數控機床的效率應該主要集中在Ⅰ區和Ⅲ區,這兩區是設備運轉工程中最容易出現高故障、低效率的區域。如下圖所示:
圖1數控機床設備故障分布圖
應該在Ⅰ區和Ⅲ區加強對數控機床設備的維護,并且在這兩個區域內提高數控機床設備的運作效率。
1、加強對設備選型的研究
為了提高數控機床的機械加工效率,首先需要加強對設備的選型研究,尤其是數控系統的選擇。不管是選擇國外還是國內的產品,必須保證選用的數控機床生產企業具有較好的知名度與較高的信譽度,產品質量較好,生產規模較大,廠家的售后服務較好。如果機械加工企業需要購買多臺數控設備,應盡量選擇同一個生產廠家,使用同一種品牌,這樣方便數控設備以后的維修工作,提高數控設備的有效壽命。如果企業采購數控設備時選用多種品牌,這將對數控設備的維修造成較大的困難。比如,在20 世紀90 年代,很多機械加工企業從外國主要是東歐國家購買了大量的數控設備,這些設備在使用多年以后出現了機械故障,由于當時購買時并沒有維修備件,從而導致企業單位不得不提前結束數控設備的使用并提前購買新的設備,給企業造成了嚴重的經濟損失。現在,國內數控設備的生產逐步實現了系統化,經過幾十年的市場競爭,效益較差、規模較小的企業已被市場所淘汰,效益與售后服務較好的企業得以生存與發展,并且優質品牌在國內市場所占的份額逐步擴大,所以,機械加工企業可以從國內信譽以及效益較好的機床生產企業購買數控設備。并且應該建立嚴格的企業設備采購標準與控制流程,在設備采購上把好質量關,這樣就能夠從設備選型開始提高數控機床機械加工的效率。
做好機床的維護和管理
數控機床的維護與管理工作在很大程度上影響了自身的工作壽命,其中,數控機床設備的是維護工作的主要手段,對于數控機床,裝置是自動進行工作的。對于數控機床的維修工作,應注意需根據規定的標號按時加注,一般情況下,選用信譽較好企業的油。與普通機床相比,數控機床的造價成本較高,其對操作的精度有著較高的要求。倘若使用標號不對的油,將會影響機床的工作性能,比如機床對溫度的適應性以及轉速特性等;倘若使用的油含有一定的雜質,不夠純正,將可能導致數控機床的油路發生堵塞現象,提高運動部位發生故障的幾率,影響數控機床的使用年限。所以,為了成功完成數控機床設備的工作,需要按時對系統進行必要的清洗,并定期更換過濾網,使用規定標號的油。要制定詳細的設備保養和維護計劃,派專人負責設備的保養與維護,并實行突擊檢查制,加強對設備保養與維護的考核。
提高電網的供電質量
與普通機床相比,數控機床對電源穩定性的要求較高,通常情況下,電壓波動的誤差不能超過5%,有些品牌的數控機床誤差的范圍相對較大,但是也不能超過10%。比如,日本SNK 企業生產的數控機床設備NC 系統,它要求使用三相交流電源,電壓應在380±38 V 的范圍內,即誤差范圍允許達到10%。一般而言,數控機床設備內部都有欠壓與過壓保護系統,如果電網的電壓發生波動,機床可以通過啟動保護系統,保證機床正常的進行工作。我國電網規定供電電壓的誤差應低于10%,但是在供電的實際過程中,誤差往往會超出10%,在用電高峰期,比如在上班前的一段時間以及整個晚上,供電電壓的誤差值可能達到20%,遠遠超過了10%,這樣就會使機床的電源系統受到破壞,導致數控機床無法工作。如果電網電壓過高,數控機床可能會發生支路熔絲斷路、跳閘、部分元件損壞的現象,嚴重情況下甚至導致機床的數據完全消失,嚴重影響了機械加工的效率。這種電壓不穩的現象在我國時有發生,并且頻率較高,需要引起機械加工企業的充分重視。
根據實踐經驗,與國內生產的數控機床設備相比,從國外進口的數控機床設備的電源系統抗波動的能力相對較差,因為對于生產數控機床的國外企業來說,它們的電網供電性能相對比較穩定,并不能充分了解我國的供電情況。為了解決以上問題,需要在使用數控機床的車間安裝能夠自動調節的交流穩壓設備,由此來提高數控機床的抗干擾能力。
提高供氣質量
隨著自動化水平的不斷提高,數控機床設備對保障系統具有較大的依賴性。當前,數控機床是一種集電、光、氣、液于一身的綜合設備,事實上,數控機床的很多功能是通過氣、液系統來實現的。倘若機械加工企業的供氣體系沒有足夠的壓力,或者壓力的穩定性不夠,或者氣源的純度較低,都在一定程度上影響了數控機床的正常工作。假如企業的供氣壓力不夠,數控機床的保障系統會直接報警并且機床停止工作,這種情況不會對機床的性能造成影響;假如氣源的純度較低,混有粉塵或其他雜質,這種情況容易對數控機床造成一定的損壞。
盡管數控機床本上具有相應的過濾裝置,但是過濾性能是有限的。如果氣源較臟,就會導致機床的通氣管道發生堵塞,致使機床供氣不暢,壓力不夠穩定。比如,氣源較臟將導致車削中心裝夾工件或其他裝置直接失控等故障,從而影響機床的正常工作,降低機械加工企業的經濟效益。
5、提高軟件開發與應用效果
對于數控機床,其操作、編程以及維修人員的工作能力、業務水平以及工作態度也在很大程度上影響了機床的工作效率以及使用壽命。所以,為了提高設備的工作效率以及工件的生產質量,機械加工企業的職員需要不斷提高自身的業務水平與工作能力,熟練掌握數控機床的操作與維修管理方法。在實際工作過程中,有些數控機床的操作人員由于對機床的了解不夠準確,從而導致了操作過程中的失誤,影響了工件的質量,有些編程人員由于工作上的失誤,比如語句或參數設定的錯誤,導致數控機床運行錯誤、機床的不運行或機床動作錯誤等后果。所以,機械加工企業的操作、編程以及維修人員在參加工作之前需要進行培訓學習,掌握數控機床的相關知識,了解數控機床的結構,這樣才能真正提高數控機床工作效率。
加強管理
提高數控機床的工作效率數控機床不同于一般機床, 有其自身的特殊性。因此, 在實際生產中, 應揚長避短, 盡量發揮其優勢, 以最大限度地提高生產效率作為生產企業必須堅持的最高宗旨。而條塊分割, 各自為政, 小集團利益等都不利于最大限度地發揮數控機床高效加工優勢。一般而言, 數控機床比較適合于一般零件的批量生產、復雜零件的試生產和批量生產, 而普通零件的單件加工和復雜零件的一個或幾個工序的間斷加工則不利于發揮其高效加工的特點, 應盡量避免。例如, 一個缸體零件, 如在加工中心上加工, 應在一次裝卡后盡可能完成五面體的所有加工, 這樣可以得到較好的零件加工精度和較高的加工效率。
參考文獻:
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