數(shù)控機床是應用計算機技術、伺服控制技術和機床制造技術以實現(xiàn)各種機械加工制造的先進設備,由于它具備普通金切機床無法比擬的優(yōu)點,在當今機械制造業(yè)中引起密切關注。有許多企業(yè)引進了當今國際上一流的數(shù)控機床產品,這些設備對機械加工制造技術的發(fā)展與經濟效益的提高發(fā)揮了巨大的作用。但是,也有一些企業(yè)盡管在購置數(shù)控機床方面有較大投入,卻沒有取得相應的效益、達到預期的目標,F(xiàn)筆者從管理角度談談影響數(shù)控機床有效發(fā)揮作用的因素及應采取的對策。
一、影響數(shù)控機床有效使用的因素
1. 首要因素是人
工廠數(shù)控機床應用實踐使我們認識到,人除了應具備操作機床的基本技能以外,還要具備數(shù)控系統(tǒng)操作技能、編程的基本知識。從目前現(xiàn)場實際操作所反映的情況,這方面人才缺乏,有礙于數(shù)控機床功能的充分發(fā)揮。當前,人的素質所反映的問題,主要表現(xiàn)在五個方面。
(1) 管理干部、技術人員對數(shù)控技術缺乏深入了解,對數(shù)控功能在機理上認識不清,對計算機軟、硬件技術,編程技術生疏,從而導致僅在普通機械加工技術基礎上應用數(shù)控機床,加工工藝落后,使數(shù)控機床自身所具有的功能難以有效發(fā)揮,所產生的效益難以達到預期的效果。
(2) 數(shù)控機床的操作人員技術水平有待提高。數(shù)控機床是機電一體化設備,它不同于普通金切機床的人工操作,要求人們將所要加工的零件制造工序流程匯編成數(shù)字控制的程序,預先輸入到數(shù)控系統(tǒng)中,并通過整機系統(tǒng)仿真審查,確認所編程序無誤,才能從事機械加工。這就要求技術人員與操機人員密切配合,同時要求操機人員具備一定的文化素質,熟習加工程序,能準確把握機床運動軌跡,保證加工零件的制造精度。操機人員既要懂得機械加工技術,還要懂得如何應用數(shù)控技術,通過數(shù)控機床實現(xiàn)各種型面的機械加工。
(3) 數(shù)控機床是高效設備,要充分地利用,提高生產效率,應該讓它處于連續(xù)工作狀態(tài)。目前,機械行業(yè)人才流失嚴重,企業(yè)真正掌握數(shù)控設備,勝任數(shù)控機床操作的人員并不充足,而培養(yǎng)一個認真負責、獨立操作的操機人員總是有一個過程。所以,操機人員有效配置與否,影響到數(shù)控機床充分發(fā)揮作用。
(4) 自80年代以來,我國引進的數(shù)控系統(tǒng)類型較多,數(shù)控機床自動化程度高,從生產安排要求,希望一人操作多臺機床,提高生產效率。但是,由于一個企業(yè)的系統(tǒng)繁雜,操機人員要充分掌握、有效使用各類機床存在一定的技術難度,對操機人員提出了很高的要求。
(5) 目前,數(shù)控機床維修人員缺乏,維修技術水平低。數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障,診斷不清,維修困難,造成數(shù)控機床停機率高。
2. 第二因素是設備
我廠數(shù)控機床僅占全廠金切機床總量的3%左右,而其價值占全廠金切機床固定資產總值50%以上。因此,數(shù)控機床的使用情況,直接影響著全廠的經濟效益。目前,由于數(shù)控設備使用多年,系統(tǒng)陳舊,技術落后,附件、工具配套不齊全,備件供應困難等一系列問題逐步暴露出來,影響數(shù)控機床在生產上更好地發(fā)揮作用,主要表現(xiàn)在六個方面。
(1) 數(shù)控系統(tǒng)容量小,尤其對復雜的模具制造,存儲容量更顯得難以支持。
(2) 在數(shù)控機床上編程,占用機時多,影響數(shù)控機床生產效率的發(fā)揮。
(3) 加工中心刀庫容量一般在20~30個刀位,由于零件加工尺寸參數(shù)變化多,占用刀庫的庫位數(shù)量多,使加工中心難以滿足復雜零件的加工要求。
(4) 加工中心盡管設置有刀具檢測、功率檢測等功能,由于技術培訓不深入,對其性能不掌握,實際應用中數(shù)控功能難以有效發(fā)揮。
(5) 設備使用多年,電器元件老化、陳舊,導致系統(tǒng)的參數(shù)特性變化,影響各電機的輸出特性。
(6) 數(shù)控系統(tǒng)的電氣柜在夏季工作時,發(fā)熱問題尤為突出,若沒有采取很好的降溫措施,直接影響數(shù)控系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。尤其是對主軸系統(tǒng)的輸出功率特性影響最甚,嚴重者甚至出現(xiàn)主軸切削時旋轉速度不均勻,致使切削不平穩(wěn)。
3. 第三因素是方法
當前,現(xiàn)場數(shù)控機床使用存在五個問題。
(1) 編程手段落后。缺乏有效的編程手冊,給操作人員編程帶來一定的困難。有時在編程時,插入手工編程,計算有誤,影響生產實際應用。
(2) 現(xiàn)在國內一些院所開發(fā)的加工使用軟件側重于計算機上試行。在實際應用時,與使用要求存在一定差距,有待于進一步開發(fā)完善,生產驗證。而國外一些公司開發(fā)的軟件具有較好的實用性,但是價格昂貴,使一些用戶難于問津。
(3) 市場經濟要求產品變化頻繁。由于設計水平所限,產品設計時對標準化、系列化、參數(shù)化研究不夠深入,因而使加工工件尺寸參數(shù)變動大,加工件種類多,使數(shù)控機床在實際應用時,前期技術生產準備工作量大,影響生產效率的有效發(fā)揮。
(4) 數(shù)控機床加工程序檔案缺乏科學管理;跀(shù)控系統(tǒng)存儲容量所限,經常使數(shù)控機床編程工作重復,不利于數(shù)控機床充分利用。
(5) 先進的數(shù)控機床配置落后的金切刀具。盡管許多先進的刀具已問世,同時數(shù)控機床本身也在高速主軸、快速移動和快速換刀等技術性能上采取眾多的技術措施予以保證,但是,由于沒有先進的金切刀具,提高生產效率依然無法實現(xiàn)。
4. 第四因素是環(huán)境
數(shù)控機床不僅本身要具備很好的使用性能,而且數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)要具有很好的穩(wěn)定性與可靠性。要保證系統(tǒng)可靠運動,需要一個良好的清潔工作環(huán)境。現(xiàn)場應用中,當前存在兩個問題,影響著系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
(1) 數(shù)控機床的電氣柜周圍環(huán)境好壞是保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作的關鍵,尤其對于重型數(shù)控機床,加工對象是鑄鐵件,加工時所產生的粉塵滲透電柜門縫,污染電柜內電器元件,影響系統(tǒng)可靠運行。此外,電柜內元件,尤其是主軸伺服,因其功率大,發(fā)熱量大,電柜內溫升較高,難以擴散,夏季柜內溫度達60℃以上,難以保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
(2) 重型機床設備功率大,在啟動、停止時,都將引起整個廠房電網(wǎng)電壓很大的波動。據(jù)對我廠觀察,白天高峰用電時,電壓在340~370V之間波動,夜間在400~450V之間。白天當某一大型設備啟動,瞬間會引起大的電壓波動,此時穩(wěn)壓器對瞬間大的電壓波動跟蹤困難,從而導致垂向銑頭主軸產生軸向竄動,直接影響數(shù)控機床穩(wěn)定工作。夜間工作時,又因電網(wǎng)電壓過高,造成電器元件燒壞。對重型數(shù)控機床,要妥善處理電網(wǎng)電壓,慎重作出安排。
5. 第五因素是經費
當前,在使用數(shù)控機床時,因經費不落實,影響其正常使用。主要表現(xiàn)在以下四個方面。
(1) 機床維修費用高。目前對于高投入設備的維修經費缺少專項安排,設備出了故障,停機時間長,為了經費,要經辦許多手續(xù) ,待經費落實后,生產已耽誤多時。
(2) 早期購入的數(shù)控機床,備件供應困難。數(shù)控系統(tǒng)更新快,舊系統(tǒng)配套的元件難以尋找,費用高,訂貨周期長,尤其進口元件更是難上加難,訂貨周期在三個月以上,直接影響數(shù)控機床的使用。
(3) 實踐表明,數(shù)控機床本身具有較長的壽命,只要將導軌和傳動部件的易損件妥善修復,可以較好地恢復主機精度。但是,數(shù)控系統(tǒng)經過一段時間使用,元件老化、陳舊,難以維持生產,單獨更換元件費用高,而且很難得到備件供應。若整體將系統(tǒng)改造,就需要一筆經費支持。
(4) 在實際應用中,由于經費支持力度所限,對附件、刀具配套有所忽視,也會影響數(shù)控機床充分發(fā)揮作用。
綜上所述,數(shù)控機床在實際生產使用中,由于存在人、設備、方法、環(huán)境和經費等方面的種種問題,盡管購置費用較大,卻難以使數(shù)控機床得到有效使用,也必將影響它產生更大的經濟效益。