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论文摘要:本文首先介绍了机床数控化改造的必要性,而重点在于介绍如何进行机床数控化改造,包括数控系统的选择、数控改造中对主要机械部件改装探讨和机床数控改造主要步骤,并列举了几个数控改造的实例,最后说明了数控改造中的问题并提出了建议。
1机床进行数控化改造的必要性
微观上看,数控机床比传统机床有以下突出的优越性,而且些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。
由于计算机有高超的运算能力,可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量,因此可以复合成复杂的曲线或曲面。
可以实现加工的自动化,而且柔性自动化,从而效率可比传统机床提高3~7倍。
由于计算机有记忆和存储能力,可以将输入的程序记住和存储下来,然后按程序规定的顺序自动去执行,从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序,就可实现另一工件加工的自动化,从而使单件和小批生产得以自动化,故被称为实现了“柔性自动化”。
加工零件的精度高,尺寸分散度小,使装配容易,不再需要“修配”。
可实现多工序的集中,减少零件在机床间的频繁搬运。拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能,因而可实现时间无看管加工。由以上五条派生的好处。如:降低了工人的劳动强度,节省了劳动力(一个人可以看管多台机床),减少了工装,缩短了新产品试制周期和生产周期,可对市场需求作出快速反应等等。
以上这些优越性是前人想象不到的,是一个极为重大的突破。此外,机床数控化还是推行FMC(柔性制造单元)、FMS(柔性制造系统)以及CIMS(计算机集成制造系统)等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。
宏观上看,工业发达家的军、民机械工业,在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是,采用信息技术对传统产业(包括军、民机械工业)进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、FMC、FMS外,还包括在产品开发中推行CAD、CAE、CAM、虚拟制造以及在生产管理中推行MIS(管理信息系统)、CIMS等等。以及在其生产的产品中增加信息技术,包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造(称之为信息化),最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中,数控机床的比重(数控化率)到1995年只有1.9%,而日本在1994年已达20.8%,因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。
2如何进行机床数控化改造
2.1数控化改造的内容。机床与生产线的数控化改造主要内容有以下几点:其一是恢复原功能,对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复;其二是NC化,在普通机床上加数显装置,或加数控系统,改造成NC机床、CNC机床;其三是翻新,为提高精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部分重新装配加工,恢复原精度;对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新;其四是技术更新或技术创新,为提高性能或档次,或为了使用新工艺、新技术,在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新,较大幅度地提高水平和档次的更新改造。
2.2数控系统的选择
数控系统主要有三种类型,改造时,应根据具体情况进行选择。
步进电机拖动的开环系统。该系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲,经驱动电路控制和功率放大后,使步进电机转动,通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序,便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端,故称之为开环系统,该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度,齿轮丝杠等传动元件的节距精度,所以系统的位移精度较低。该系统结构简单,调试维修方便,工作可靠,成本低,易改装成功。
异步电动机或直流电机拖动,光栅测量反馈的闭环数控系统。该系统与开环系统的区别是:由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号,随时与给定值进行比较,将两者的差值放大和变换,驱动执行机构,以给定的速度向着消除偏差的方向运动,直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂,成本也高,对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度,更快的速度,驱动功率更大的特性指标。可根据产品技术要求,决定是否采用这种系统。
交/直流伺服电机拖动,编码器反馈的半闭环数控系统。半闭环系统检测元件安装在中间传动件上,间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部部分元件的误差,因此,它的精度比闭环系统的精度低,但是它的结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成一个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。当前生产数控系统的公司厂家比较多,国外著名公司的如德国SIEMENS公司、日本FANUC公司;国内公司如中国珠峰公司、北京航天机床数控系统集团公司、华中数控公司和沈阳高档数控国家工程研究中心。选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要达到的各种精度、驱动电机的功率和用户的要求。3数控改造中主要机械部件改装探讨。
一台新的数控机床,在设计上要达到:有高的静动态刚度;运动副之间的摩擦系数小,传动无间隙;功率大;便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求。不能认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了数控机床的要求,还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求,才能获得预期的改造目的。
滑动导轨副。对数控车床来说,导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外,还要有良好的耐摩擦、磨损特性,并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度,以减少导轨变形对加工精度的影响,要有合理的导轨防护和。
齿轮副。一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度,数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动,因而改造时,机床主要齿轮必须满足数控机床的要求,以保证机床加工精度。
滑动丝杠与滚珠丝杠。丝杠传动直接关系到传动链精度。丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。被加工件精度要求不高时可采用滑动丝杠,但应检查原丝杠磨损情况,如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。一般情况滑动丝杠应不低于6级,螺母间隙过大则更换螺母。采用滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低,但难以满足精度较高的零件加工。
关键词:数控机床;自动化;设计;制造
长期以来,世界诸多国家都非常重视机械制造产业,甚至将其作为国家经济发展水平与工业化水平的重要衡量指标。步入新时代以来,精密化已成为机电产品的发展趋向,尤其是数控技术的诞生与广泛应用,为设备的自动化作业与运行提供了至关重要的技术支撑,也为加工的柔性与高效率提供了关键性条件,促使机电制造业从传统的人工作业转向了智能化、自动化与集成化的现代作业。所以,本文针对数控机床自动化设计与制造的研究,具有一定的理论意义与经济价值。
1数控机床与数控机床自动化的基本概述
数控机床的概念。数控机床的全称为数字控制机床,英文名为Computernumericalcontrolmachinetools,数控机床为简称,指的是装有程序控制系统的一种自动化机床。其中,动化程序控制系统可以对具有控制编码与其他符号指令规定程序予以逻辑性的处理,并能够通过代码化形式对其译码进行数字式的表示,并通过一系列信息载体进行数控装置的输入。究其原因,数控机床属于集信息、微电子、液压、机械等多领域原理与技术为一体的机电产品,所涵盖的内容十分丰富,即便是在机械制造设备体系的整个领域中,也属于自动化水平高、效率高、精度高的工作母机。[1]与大众机床相比,数控机床独具特色,不需要对夹具、模具进行更换与制造,也不需要对机床进行常态化的调整,故而数控机床在技工零件需要高频率更换的状态下更为适用,这样能够大大缩短生产准备周期,并节约工艺装备所需的大量成本费用。与此同时,数控机床的加工密度通常可达到0.05~0.1mm,且控制方式为数字信号模式,每当数控装置将一脉冲的信号输出之后,机床就会移动部件一脉冲的当量,尤其是在此过程中由机床传送给传动链的丝杆螺距和反向间隙的误差平均值可以通过数控装置予以曲补偿,故而数控机床与传统机床相比,其精度更高。在工业生产能力与社会经济发展水平的评估体系中,数控机床的发展程度以及数控机床在金属切削加工机床产量中的占比也是可供参考的重要评估指标。由此可见,数控机床对工业的健康可持续发展有着不可替代的价值与影响。数控机床的自动化内涵。在当前机床控制技术领域,数控车床自动化的应用范围十分广泛,但其更多的应用于盘类零件或轴类零件等诸多切削加工作业中,如轴类或者盘类零件的复杂回转内外圆柱和曲面、内外圆柱面、圆锥螺纹、任意锥角的内外圆锥面等,同时还需要完成镗孔、铰孔、扩孔、钻孔、切槽等一系列作业程序。从本质上讲,数控机床自动化主要是前期予以设定好的具体加工流程,然后自动实现快速的零件加工程序。[2]在实际操作过程中,数控机床自动化技术工作者会根据零部件的加工路线、技术、位移量、工艺参数、辅助功能、切削参数等方面的指令性代码予以高度整合,进而设计编制出有机统一的详细加工程序单,罗列到该程序单上的有关内容能够被进一步转移到相关控制介质层面,进而最终在特定数控装置内部进行录入,此时加工作业指导任务也就完成了。借助于数字化技术,数控机床自动化控制的应用规模占数控机床总量的25%左右,是应用范围最广、普及程度最高的技术类型之一。
2数控机床自动化设计与制造的优势
2.1减少机械制造所需成本。在以往的传统机械制造领域,诸多工业类企业惯于借助人工操作方式实施工业产品的加工、生产与机床的制造等,因受多方面客观因素的制约,导致人工操作的失误率较高,机械制造质量与效率偏低,同时庞大繁重的工作量又同时给广大工人带来了巨大的压力,促使其很容易发生疲劳状态下生产作业的现象,这对生产制造的整体工作成本产生了直接影响,促使生产成本费用大大增加,而企业经济效益也随之显著下降,市场竞争力也会弱化。然而,科学应用自动化技术,不仅可以有效弥补人工操作的多种不足之处,而且可以最大程度保证工业生产的质量与效率,且能够促使产品精度更优更高。2.2提升机械制造质量与效率。随着数控机床自动化技术的积极推广,工业领域中的机械制造自动化水平也随之迅速提升。同时,因产品生产能够通过预设程序对自动运作进行指导,使得生产实际效率在无形之中得到优化与提升。加之,自动化技术的广泛普及促使机械设计和制造技术得到大幅升级,进而在很大程度上规避了传统机械制造模式带来的消极影响,机械制造的质量和制造效率都得到明显升级。2.3增强机械制造的资源利用率。自动化技术作为机械加工和机械制造流程中的重要技术资源之一,本身就具有人工操作所无法比拟的独特优势,如对人力资源的节约、降低物力和财力资源的消耗等。与此同时,还能够通过多方面的自动化技术推广、资源调配与优化使用得以最大化实现,有效增强了机械制造的资源利用率。
3数控机床自动化设计与制造路径
3.1数控机床的主体设计与加工主轴。数控机床的主轴回转精度的实际参数值的大小,对最终的加工精度有着直接影响,主轴的回转精度参数值高则加工精度高,主轴的回转精度参数值低则加工精度低。与此同时,主轴的回转速度和运行功率的参数,也是影响加工效率的重要因素和关键。[3]与传统机床制造不同,数控机床的主轴变速自动化水平以及定位的精准性等,都对数控机床的自动化水平高低有着决定性的影响(如图1所示)。究其原因,主轴箱主要负责机床的自动调速。截至目前,机械传动式的变速装置已经被取代,大范围推广与使用的是无级自动化调整,自动化加工程度大幅提升。导轨。数控机床中的导轨主要负责引导和控制加工任务,是保证加工运动精准性的核心与关键,更是促进车床精度加工实现的重要部件。目前,我国在数控机床领域中多采用金属型的滑动导轨,对于部分特定的数控机床,则采用新型的贴塑导轨。[4]与传统导轨相比,贴塑导轨优势十分突出,尤其具有良好的耐腐蚀性和耐磨性,最为突出的就是性极好,且摩擦系数较小。3.2数控机床的伺服系统和数控装置与普通机床不同,数控机床配置了伺服系统和数控装置,同时机床检测装置也能对制造的全部过程进行测试与监督,而数控装置在整个运作系统中起着至关重要的调配作用,伺服系统则需要对数控机床进行配合完成作业。具体而言,数控装置的重要组成部件为计算机系统,其核心功能在于接受信息,再经对其他系统的精确调配和处理实现制造过程按照既定指挥有序执行,而数控装置则用以反馈信息并发出新的指令。伺服系统。传统的普通机床借助于伺服电机对机床进行驱动,进而完成作业加工,这一机构就是所谓的伺服机构。[5]但数控机床主要是借助于运算电路产生强烈的脉冲信号,并通过这些信号实现驱动电路控制的伺服系统。数控机床中的伺服系统能够将具体指令传送给元件、其他设备或指示电路,进而实现精准一位,其在生产与控制数控机床的过程中发挥着重要角色。
综上所述,数控机床能够有效促进产品的高效率生产,提升零件设备的精密度,并减小劳动强度,一定程度上为研发机电新产品节约了诸多人力与物力等,大幅增强了相关企业的竞争力。尤其是近些年来,我国在数控机床领域取得了一定成绩,不仅产量显著上升,而且质量明显改善,特别是在技术方面的重要突破,更是推动着我国数控机床行业进入快速发展轨道。然而,当前我国在数控机床方面的相关技术还有较大的创新与改进空间,自动化程度依然偏低,因而加大数控机床自动化设计与制造力度具有深远意义。
参考文献:
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此次改造与研究中,熟悉机床数控化改造的基本过程,并把各个相关学科的知识融会贯通形成一个有机的整体,为以后的改造工作打下了良好的基础,同时也积累了很多经验,在今后的工作中不断学习,不断实践。
关键词:传统机床; 数控; 改造
一、数控机床改造的意义
数控机床在机械加工行业中的应用越来越广泛。数控机床的发展,一方面是全功能、高性能;另一方面是简单实用的经济型数控机床,具有自动加工的基本功能,操作维修方便。经济型数控系统通常用的是开环步进控制系统,功率步进电机为驱动元件,无检测反馈机构,系统的定位精度一般可达±0.01mm至0.02mm,已能满足改造后加工零件的精度要求。
企业要在当前市场需求多变,竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地更新和开发出新产品,以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求,数控机床综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术,最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。当变更加工对象时只需要换零件加工程序,无需对机床作任何调整,因此能很好地满足产品频繁变化的加工要求。另外数控机床改造节省资金。 机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用,大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用,并可以利用现有地基。改造后性能稳定可靠。因原机床各基础件经过长期时效,几乎不会产生应力变形而影响精度。改造后还能提高生产效率。机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高 3至5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装,不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。
二、机床数控化改造的必要性
数控技术是先进制造技术的核心技术,它的整体水平标志着一个国家工业现代化的水平和综合国力的强弱,具有超越其经济价值的战略物资地位。目前我国企业机械制造整体水平与发达国家相比还有很大的差距。由于我国企业大部分数控机床和数控系统依赖进口,企业承受不了巨额购置费,且易受国外的控制,另外数控机械设备维修力量薄弱,进口的备件维修成本高,设备完好率低,大部分进口机床数控系统已经崩溃,有的甚至在进口后还没使用就已因为各方面原因不能使用等等。因此目前我国企业机床数控化比例极低,不到5%,各企业使用的绝大部分为传统老式机床,很难满足企业高技术产品的生产需求和生产效率。为节约成本,进一步发挥老式传统机床的功效和潜在价值,将大批传统老式机床改造为数控机床是一种必然性和趋势。
我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床,而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长,从而在国际、国内市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的产品、市场、效益,影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。但废弃传统机床大量引进数控机床对企业来说是一笔巨大的负担,利用现有设备,提升传统制造业的科技含量,是适合我国国情的一条道路,它不仅完成企业设备的更新换代,而且也有良好的经济价值。
在美国、日本和德国等发达国家,它们的机床改造作为新的经济增长行业,生意盎然,正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步,机床改造是个“永恒”的课题。我国的机床改造业,也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国,用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场,已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国,机床改造业称为机床再生(Remanufacturing)业。从事再生业的著名公司有:Bertsche工程公司、ayton机床公司、Devlieg-Bullavd(得宝)服务集团、US设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本,机床改造造业称为机床改装(Retrofitting)业。从事改装业的著名公司有:大畏工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。
三、数控化改造的步骤
1.改造方案的确定
改造的可行性分析通过以后,就可以针对工艺和机床现况确定改造方案,一般包括:
机械修理与电气改造相结合。确定改造步骤时,应把整个电气部分改造先分成若干个子系统进行,如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等,待各系统基本成型后再互联完成全系统工作,根据使用条件选择系统。
2.改造的技术准备
改造前的技术准备充分与否,很大程度上决定着改造能否取得成功。技术准备包括:机械部分准备,为配合电气改造而需进行的机械大修改造的测量、计算、设计、绘图、零件制作等应先期完成。电气部分准备,新旧系统接口的转换设计全局改造的,应设计机电转换接口、操作面板控制与配置、互联部分接点等,要求操作与维修方便、合理,线路走向通顺、连接点少,强弱电干扰小,备有适当裕量等。局部改造的,还需要考虑新旧系统的性能匹配、电压极性与大小变换、安装位置、数模转换等。
3.改造的实施
准备工作就绪后,即可进入改造的实施阶段。实施阶段内容按时间顺序分为:
①原机床的全面保养
②保留的电气部分最佳化调整
对电气系统作局部改造,则应对保留电气部分进行保养和最佳化调整。如强电部分的零件更换,电机的保养,变压器的烘干绝缘,污染的清洁,通风冷却装置的清洗,伺服驱动装置的最佳化调整,老化电线电缆的更新,连接件的紧固等等。
③原系统拆除
原系统的拆除必须对照原图纸,仔细进行,及时在图纸上作出标记,防止遗漏或过拆(局部改造情况下)。在拆的过程中也会发现一些新系统设计中的欠缺之处,应及时补充与修正。
④合理安排新系统位置及布线
根据新系统设计图纸,合理进行新系统配置,包括箱体固定、面板安放、线路走向和固定、调整元器件位置、密封及必要装饰等。应确保连线工艺规范、线径合适、正确无误、可靠美观。
⑤调试
调试必须按事先确定的步骤和要求进行。调试人员随时记录,以便发现和解决问题。调试中首先试安全保护系统灵敏度,防止人身、设备事故发生;各运动坐标拖板处于全行程中心位置;能空载试验的,先空载后加载;能模拟试验的,先模拟后实动;能手动的,先手动后自动。
4.验收工作及培训
验收工作应聘请有关的人员共同参加,并按已制定的验收标准进行各部件的验收。
四、结束语
目前我国企业机床数控化比例极低,各企业使用的绝大部分为传统老式机床,很难满足企业高技术产品的生产需求和生产效率。为节约成本,进一步发挥老式传统机床的功效和潜在价值,将大批传统老式机床改造为数控机床是一种必然性和趋势。通过改装机床或是提高了机床的生产效率和自动化程度、减轻了操作者的劳动强度,或是提高了机床的加工精度和表面质量,或是扩大了机床的加工能力和工艺范围,均给生产企业带来了可观的经济效益和社会效益。
参考文献
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[2] 王仁德、赵春雨、张耀满主编.机床数控技术.沈阳:东北大学出社,2002
[3] 荣西林.电工与电子技术.北京:冶金工业出版社,2001
关键词:PLC逻辑层;数控机床;自动化控制
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.052
0 引言
在科技力量的推动下,我国PLC技术逐渐趋于成熟,并且在数控机床控制中发挥着重要的作用。该控制中心在数据处理方面,具有强大的优势功能。同时,在较短的时间内,能够为机床设备提供数据参考,以此来促进生产调度方面调整方案,最终满足实际生产的需要。在PLC中,核心的构建是逻辑层。其中,逻辑系统在运行的过程中,可以实现自动化控制要求。因此,逻辑层是在自动化控制改造中占据着重要的地位。
1 PLC控制中心的发展现状
当前,在科技技术的支撑下,使数控机床在快速发展的同时,实现了一体化操作。同时,借助于自动化控制技术,建立了高效、系统、优质的生产平台。采用系统化平台操作,加强了在时间、空间方面的视觉冲击力。在数控机床控制中,最常使用的装置为:拥有可编程功能的逻辑控制器PLC。相关资料显示,该控制器在早期主要应用于工业生产的自动化调度当中。近年来,PLC在快速发展的过程中,已经成为一种时代的潮流。该控制中心在数据处理方面拥有强大的功能,能够满足现场人员对生产环节的实时控制,并在这方面体现出了非常大的优势。
2 PLC逻辑层的特点
PLC技术在引用的过程中,经过了多元化的改造,在行业中已经成为一项领先的技术。由于各种因素的影响,PLC数控机床在运行的过程中,很容易引发故障,从而影响到数据的处理效率。同时,当该控制器的运行与平台运转的要求产生冲突后,也会造成数据处理方面的问题。鉴于此,通常采用设定逻辑层的办法,来应对以上问题。其主要特点为:
2.1 一体化
采用一体化控制技术,可以根据控制系统的运行保准,对原始数据进行处理,从而实现PLC数据的调配。这种控制技术在运行的过程中,可以对多种数据进行调整,而不是局限于对单一数据的处理。同时,逻辑层还具有专项性的特征,能够利用原始数据的传输方案,然后对具体的数据进行筛选、处理。与常规数控机床相比,逻辑层在这方面发挥着具大的作用。
2.2 转换性
PLC采用一体化技术后,体现出了强大的专业化水平,特别是在面对大数据处理中,发挥着重要的作用。其中,在数据兼容平台中,可以完成数据的传输、以及控制。在此基础上,实现数据的相互融通。除此之外,PLC数控机床在数据储存、转换等方面,也具有很大优势。正因为如此,应用PLC数控技术后,在很大程度上提高了生产的效率。
2.3 安全性
当前,我国PLC用户的规模不断扩大。为了提高用户中心平台操作的效率,有必要推广一体化的控制技术,从根本上改变以上的用户服务机制。不仅如此,PLC还能有效识别在系统中存在的风险,比如文件损坏,数据丢失等。除此之外,采用一体化控制技术后,有效的提高了数处理的效果,从而保证了原始数据的安全性、可靠性,以及真实性。
3 PLC技术在数控机床中的应用
数字PLC凭借先进的远程控制、遥感技术,打造了数据控制一体化的平台,为工业化生产提供了专业的数据处理环境。下面本文结合相关的共组经验,对PLC技术在数控机床中的具体应用进行探讨。
3.1 数控端口
当PLC借口无法实现数据匹配时,就会降低信号传递的速度。随着时间的随意,就会导致数据在输出的过程中,出现较大的误差。针对以上问题,可以采用更换硬件的办法了解决。同时,要求建立可靠的转换平台,及时对数据进行收录,并完成加工、处理。其次,当数据在转换的过程中遇到问题后,可以使用一体化控制技术,不断提高数据控制的智能化水平。
3.2 数控中心
随着科学技术的快速发展,PLC技术在一体化控制下,高效的完成了对数据的储存、传输、处理,筛选,以及调配等。同时,满足了数据的有效利用。同时,用户在使用PLC技术的过程中,可以根据设置程序命令的方式,对数据进行实施控制,这样在很大程度上减少了由于人为操作导致的误差,确保了数据的真实性、可靠性。
3.3 数据传输
在互联网时代下,给PLC技术的发展带来了很大的机遇和挑战。当前,该技术通过硬件、软件方式的改变,逐渐实现了数控机床一体化。在此基础上上,为工业化生产提供了更加优势的服务环境。同时,在数控机床自动化控制中,不断改进了实施的方案,有助于实现更高一级的智能化控制操作。同时,因为移动网的兼容性、广泛强大,为数据的传输提供给了高效的虚拟平台,这样在很大程度上提高了网络用户的操作水平。
4 结束语
综上所述,在机械化生产中,要求充分发挥数控机床的作用。与人工操作相比,数控机床操作使生产率得到了很大提升。PLC逻辑层在运行的过程中,采用软件、硬件控制的方式,实现了系统的规范化操作,加快了工业生产的智能化进程。同时,为了不断推进该技术的应用,还要加快在技术方面的研发力度,根据当前系统中的问题,研发出更加高效的控制方案,以此满足工业生产的需要。
参考文献:
关键词 网络监控;数控加工;网络化监控
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)031-019-01
作为现在自动化程度最好、加工精度最高的加工设备,数控机床在当今的制造业得到了广泛应用,目前,在制造业领域中对数控机床的联网方式基本上都是利用网络技术,并对设备进行统一控制和管理,在DNC的数控条件下,网络监控可以对数控机床加工的过程进行全方位监测,如此一来,设备一旦发生故障,可以在第一时间被发现,并通知给相关的技术人员,而利用最先进的网络技术,可以将现场的数据以最快速度传输给监控中心,让技术人员真正实现远程诊断故障,同时计算机技术和传感器技术的高速发展也推进了数控加工的网络化监控进程。
1 监控网络的基本结构
网络化监控的基础是数控机床的分布式联网,布控人员需要首先在车间级上将局域网建立起来,现在绝大部分的数控机床都配备网络接口,通过网络接口可以将局域网连入,进一步与DNC服务器进行连接,而针对那些没有网络接口的数控机床,可以通过串行口与控制模块进行连接,再与DNC服务器进行连接,以此来保证每台数控机床都具有自己独立的IP,进而实现数据的实时控制以及传输,通过实践发现,传输的速率可以达到最高100 MBPS。同时,现在的数控机床一般都具有动态模块和信息采集模块,这些模块可以即时对运行数据进行准确地辨识和采集,全面实现数控机床加工的远程监控,动态模块和信息采集模块在完成数据采集工作的同时,可以向监控服务器发送信息和数据,并且根据加工过程的需求,对一些重要的元件进行辨识,最终得出设备加工的状态,通过反馈功能将得到的有用信息反馈给诊断服务器,随即采取相应的应对策略。一般情况下,企业的局域网是通过互联网的接口与诊断服务器进行连接,并以此来实现远程的监控以及诊断,得出诊断结果以后,将其传回给诊断服务器。
2 网络监控系统的功能
网络监控系统的核心主要包括数据监控、诊断服务器以及DNC服务器,我们可以将数控监控系统进行细化成各个模块。网络通信模块主要负责的是数控设备以及服务器的管理,它主要负责的是远程诊断中心与服务器的数据联通,同时它还负责数控程序的管理工作,将数控程序按照一定的标准进行归类,技术人员可以在数控机床端进行下载和浏览,而数据机床管理模块主要负责的是数控设备删除和添加工作,与机床建立网络连接的关系,同时它还能够对发送过来的现场数据进行相关的处理,并对这些数据进行即时的更新和存储工作。此外还有故障处理模块,这个模块主要的作用是对机床的运行进行全面地监控,准确地辨别故障,快速地发出诊断请求,而这些模块中的核心部分就是数据中心模块,这个模块主要的功能是建立数据库,这些数据库对于数控机床的安全运行和故障预判提供了科学地理论依据,其中历史数据库可以对机床运行的各测点参数的历史记录进行记录,在整个系统运行的过程中,定时加入检测数据,并对旧数据进行及时的更新和清理,而特征数据库主要负责对数控机床的各种数据和特征进行描述,将各个基本参数记录在案,以方便在诊断的时候使用。
3 加工过程中的网络监控
首先说一下加工过程中最重要的网络监控方式:局域网监控,局域网监控包括厂级监控和车间级监控,网络服务器和数据机床采用的是服务器模式,这些数控程序主要由DNC服务器集中对它们管理,通过查看DNC服务器的数控程序,对数控加工进行选择下载,而在数控机床端可以将加工过程全面体现出来,进而实现设备信息的采集功能,并对错误信息进行收集和整理,之后将这些内容传输给监控诊断服务器,通过DNC服务器,实现数控机床与串行模块的交互,进而对数控设备进行控制。
此外,机床工作的基础数据还有很多,数控机床通过对这些信息的采集以及存储,可以全面实现数据的查询以及汇总,并对机床的运行效率和加工情况进行统计和查询,通过对机床的加工状态进行相关的参数控制,可以快速地获取设备的异常信息,从而高效地对数控机床进行故障针对,制定出相应的修理计划,假如在厂级监控以及车间级监控不能对故障原因进行准确地分析,则完全可以将相关的信息双传至故障诊断中心,由诊断中心端的专家进行远程的实时诊断,从而为监控设备的调度以及状态提供科学的依据。目前,先进的网络技术与相应的故障诊断技术已经进行了高度融合,它在传统故障诊断技术和设备监测的前提下,融入了当今最先进的通信技术和计算机技术,同时增加了远程服务器,与系统的供应商和专家系统构成了强大的诊断中心连通,通过各个系统的协调配合,为系统提供专业的诊断技术。当今的设备加工网络监控系统,主要依附于远程诊断中心,进而实现对数控机床加工过程全面监控,而在实际的运行过程当中,技术人员需要根据诊断中心的具体要求,经过服务中心,将设备的运行状态以及相关数据输入页面,并让诊断中心作出科学的分析诊断,启动推理机,将信息库的数据信息调出,最后由网络系统传回车间级监控系统,做出相应的维修安排。技术人员以及专家可以在异地通过网络访问远程诊断中心,并从中取得所需要的数据,最后传回给生产企业。
4 总结
文章对数控机床的分布式网络监控的结构进行了深入研究,阐述了网络监控系统的组成结构以及功能,并着重对局域网诊断的实现方案进行了相关阐述,可以说保证该系统的正常运行,可以大大节约数控机床的维修资金,最大限度地提高机床设备的利用效率。相信随着计算机数控网络技术的不断发展,必将对社会产生更为深远的影响,基于此基础,实现远程加工,企业之间的资源共享,将加速数控机床加工过程网络化监控技术的发展。
参考文献
[1]路勇,姚英学,董申.基于客户/服务器模式的数控加工单元远程监控系统研究[J].计算机集成制造系统,2000(6):68-72.
关键词: 数控机床 一体化教学 实践与研究
一、引言
随着机电一体化技术的发展,数控机床的应用已经日趋普及,现代装备制造业普遍采用数控技术。随着数控机床的大量使用,社会急需大量掌握现代数控机床编程、操作、维修的技能型人才。数控机床是数控专业一项非常重要的课程,这门课主要培养学生的动手能力,而现有的教材很难贴近学生在生产实践中的需求。实行一体化教学可以充分利用现代教育技术,将理论、实习、实验等教学内容一体化设置,讲授、听课与实习操作等教学形式一体化实施,教室、实验室与实习场地等教学条件一体化配置,知识、技能与素质等职业要求一体化训练,从而很好地解决生产与教学相互不关惯的问题。
我校从2002年起开设数控专业,当初设备极其简陋,随着新校区的建设,我们添置机械设备,特别是数控机床,现在有数控车床5台、数控加工中心1台、数控铣床2台、数控线切割1台、电火花加工机床1台及相关模具。这已不能满足当前的需要社会科技的发展越来越快,校企合作的趋势越来越显得重要,而现在的教学模式已不能满足当前的需要,所以需要建立一种与企业相适应的教学方式方法。
二、一体化教学方法
一体化教学是学习借鉴德国双元制、国际劳工组织MES等教学模式,结合中国职业能力建设的实际,形成的具有中国特色教育教学模式。探究性学习、合作学习、建构主义等学习理论是一体化教学模式的理论基础,一体化教学模式是探究性学习、合作学习、建构主义等学习理论在教育教学实践中的具体运用,是国外职业教育本土化的结晶。
具体来说,一体化教学是一种融知识传授、能力培养、素质教育于一体的全新教学模式。以“能力本位”为指导,将理论教学与实习训练有机结合在一起,理论实践一体化教学法,该教学法打破了理论课、实验课和实训课的界限,将课程的理论教学、实践教学,生产、技术服务融于一体,教学环节相对集中,由同一教师主讲,教学场所直接安排在实训车间,师生双方边教、边学、边做,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,没有固定的先实践后理论或先理论后实践,而是“理中有实,实中有理”。突出学生动手能力和专业技能的培养,充分调动和激发学生的学习兴趣。在教学内容上,将理论知识与实习训练合二为一、组成新的模块进行教学。
三、一体化教学的流程
一体化教学应当按照一定的操作程序进行,尽管专业和学科的不同,在操作细节方面存在着一定的差异,但总体上具有一定的共性,即具备基本通用的操作流程。一般的,一体化教学应遵循以下流程进行。
1.课前准备
一体化教学的课前准备至关重要,涉及到教学的顺利开展,并影响教学任务的完成,是区别于传统的学科教学的关键。课前准备包括以下几个方面。
(1)在开课前一个月要编制出科学合理的教学执行标准,经教学管理部门研究,报请主管教学的校领导及有关部门批准后付诸实施。
(2)根据班级学生数、实训场地及设备设施情况,由一体化教师确定教学组织形式。
(3)在开课前两周,由一体化任课老师制定出符合实际的材料、工具等需求计划,提前报批,并将教学所需材料、工量具等在开课前准备完毕。
(4)一体化教学组要按执行课题标准,在开课前一周编制出课题化教案。
2.课业传授
一体化教学的知识及技能传授,是将理论和实践融为一体的学知长技过程。因此,在教学过程中,教师应始终保持“理论与实践一体化”的思维,始终遵循“讲练结合”原则,在教学方法、手段的选择上必须兼顾理论知识和实践操作的有机统一,注重强化技能、技巧的形成。对于每一次课,都要遵循以下教学环节。
(1)组织教学。一体化教学是在一体化教室进行的,与传统学科教学相比,具有空间大、松散性、随机性等特点。因此,在教学过程中,按照课堂化标准组织教学尤其重要。没有良好的环境和纪律,教学就不能顺利地进行,教学任务也很难完成。组织教学分为课前组织教学、课中组织教学,以及课程结束后组织教学。总之,组织教学必须贯穿于一体化教学过程的始终。
(2)入门指导。每一个课题或子课题开始授课时,教师根据教学标准和课题化教案的要求对学生进行指导。在这个环节中,教师不仅要引导学生运用知识指导实践,而且要讲解操作要领和操作要求。其内容包括:检查复习、讲解新课、范例演示、操作训练等部分。
(3)巡回指导。巡回指导是教师在对课题讲解与示范的基础上,对学生练习巩固知识、实做训练过程的有计划、有目的、有针对性地全面检查和指导,通过指导,使学生的技术水平不断提高。一体化教学的实训阶段应特别重视巡回指导,这一阶段主要任务是检查指导学生的操作姿势和操作方法,安全文明生产及作品质量。
(4)课程收束。课程收束一般也称为结束指导。是课题结束或一日课程结束时,教师对学生学习或训练过程中各方面的表现进行定量或定性的评价指导,也是课题小结或一体化教学的阶段性总结。
3.综合训练
进行综合训练时,有时对典型工件的工艺分析要讲得多一些,不做演示操作或只做关键部分的演示;对独立操作训练,一般是启发学生自编工艺,自己研究探讨应注意的问题,再由教师重点点拨即可。
一体化教学课业传授的三个环节,紧密联系,相辅相成。教师应当根据课题的具体特点,合理设计每一教学环节,遵从教学规律,努力提高教学质量。
四、结语
一体化教学的方法使教学效果和教学的综合能力有了明显的提高,也使课堂教学更加丰富,既突出操作技能实训,又符合学生实际特点。由于讲授内容针对性强,学生可以一边学习,一边进行实习操作,增强了学生对教学内容的理解和记忆,又能让教师在教学的过程中及时发现问题,并能及时灵活地加以解决。
同时,一体化教学对教师也提出了更高的要求,既要有一定的理论知识,又要有熟练的操作技能,提高了教师的综合能力,在很大的程度上促进了学校加强“双师型”教师的培养,逐步完善了实习工位与设备的配备。
参考文献:
[1]王蓓.一体化教学模式探讨.西北职教,2008.4.
[2]蔡林.一体化教学方法在数控专业教学中的应用.今日科苑,2009.16.
【关键词】数控化改造 普通铣床 数控系统配置调试
1 机床数控化改造的趋势
随着机床以及技术的不断进步,机床改造是个"永恒"的课题。我国的机床改造业,也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国,用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场,已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国,机床改造业称为机床再生(Remanufacturing)业;在日本,机床改造业称为机床改装(Retrofitting)业。从事改装业的著名公司有:大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。
2机床数控化改造技术
2.1 机床数控化改造的优越性
(1)机床数控化改造可以提高零件的加工精度和生产效率。
(2)机床数控化改造可以提高机床的性能和质量。
(3)机床数控化改造后可以实现加工的柔性自动化,效率可以比传统机床提高3~7倍。
(4)可实现多工序的集中,减少零件在机床间的频繁搬运,降低工件的定位误差。
(5)拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自检功能,更好地调节了机床加工状态。
2.2机床数控化改造设计方案
(1)恢复原功能,对机床存在的故障部分进行诊断并恢复;(2)将普通机床NC化,在普通机床上加数显装置,或加数控系统,改造成NC机床、CNC机床;(3)翻新,为提高精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部重新装配加工,恢复原精度;对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新;(4)技术更新或技术创新,为提高性能或档次,或为了使用新工艺、新技术,在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新,较大幅度地提高水平和档次的更新改造。
3 铣床数控化改造的内容
3.1 技术可行性分析
本次改造的机床型号为ZJK7532-A立式铣床,通过对被改造机床的结构性能精度等进行全面分析,该机床的基础部件和结构件完好。现要将其主轴升降和工作台的X Y 轴的进给运动改为数控系统控制,实现三轴同步驱动,并将铣床的主轴改为交流伺服电机驱动。
3.2 改造设计主要内容
(1)将机床的原主轴调速改为由交流伺服电机驱动的无级调速方式。(2)保留机床工作台X、Y 轴进给系统,将滑动丝杆副换为滚珠丝杠副,X、Y轴的运动由交流伺服电机驱动。(3)主轴升降垂直进给运动,拆去锥齿轮副及丝杆副更换成滚珠丝杆副,设计并安装减速箱,将电机安装在减速箱的偏套上。
4 铣床数控化改造的方法
4.1铣床数控化改造数控系统的选配
目前,市场上可供选择的数控系统类型很多,在经济能力许可的情况下,尽量选用名牌产品。根据在市场上的调研和数控系统的选择原则,在此次铣床数控化改造中首先考虑选用的是FANUC和SIEMENS的数控系统。
4.2 数控装置的配置与安装
数控装置是数控机床的核心,经过数控装置的系统软件对代码进行处理后,输出相应的指令脉冲,这些控制信号中最基本的信号,是经过插补运算后的各坐标的进给速度、进给方向和位移量指令。从自动控制的角度来看,CNC装置是一种位置控制系统,其本质上是以机床各运动轴的位移量为控制对象,并使其协调运动的自动控制系统,是一种配有专用操作系统的计算机控制系统 。
另外,为了保证零件的正常加工,还必需对机床的一些辅助运动实现自动控制.因此,在数控装置与机床之间还有强电控制装置,其主要作用是接受数控装置输出的主运动变速、刀具选择、交换、各辅助装置等动作的指令信号经过必要的编译,逻辑判断,功率放大后直接驱动相应的电器,液压及机械部件。以完成指令规定的动作。执行这些动作的开关信号也要经由强电控制装置送数控装置进行处理。
4.3 FANUC数控系统连接与调试
(1)系统功能参数:这些参数是订货时用户选择的功能,系统出厂时FANUC已经设好。0i不必设置,机床出厂时,必须将系统功能参数表交给机床用户。
(2)进给伺服初始化:将各进给轴使用的电动机控制参数调入RAM区并根据丝杠螺距和电动机与丝杠间的变速比配置CMR和DMR。设参数SVS,使显示器画面显示伺服设定屏(Servo Set0)。
(3)设定伺服参0i系统 #1001至 #1007的有关参数。这些是控制进给运动的参数,包括:位置增益、G00的速度、F的允许值、移动时允许的最大跟随误差、停止时允许的最大误差、加/减速时间常数等。
(4)主轴电动机的初始化:设定初始化位和电动机的代码。只有FANUC主轴电动机才执行此项操作。
(5)设定主轴控制的参数:设定各换挡档次的主轴最高转速、换挡方法、主轴定向或定位的参数、模拟主轴的零漂补偿参数等。上述参数设定好后应关机,重新启动。此时显示器任显示#408或#750等报警,这是因为主轴控制尚未编制梯形图。
(6)设定系统和机床的其他有关参数:参数意义见说明书。
(7)编制梯形图,调机要想主轴电动机转动,必须把控制指令送到主轴电动机的驱动器。
5 结语
综上所述,机床数控化的改造技术已经在各个行业中得到了极为广泛的利用,给企业生产带来了更高的效率和更多的产品利润,但是我们不能止步不前,我们需要不断研究机床数控化技术,将其中的缺点全部弥补,使得这项技术能够不断的完善,并且为工业生产带来更高的效益,为我国的工业技术进步做出了巨大的贡献。
参考文献:
[1]孙杰男.机床的数控化改造[J].科技信息,2014,19:139+106.
[2]王增春,于国英,张鹏.机床的数控化改造[J].煤炭技术,2014,06:30-31.
[3]高颖.浅谈普通机床的数控化改造[J].科技资讯,2013,21:61-62.
关键词:数控化改造;理实一体化教;项目任务
车床的数控化改造课程是机床再制造专业的核心专业课程,它综合了本专业机床电气控制与PLC、数控系统连接与调试、数控机床PLC控制与调试、数控机床机械部件装配与调整和数控机床液压与气压传动等课程内容,是前期这些课程知识和能力的综合应用,对于提高本专业学生从事机床数控化改造或机床再制造方面所需核心技能具有重要意义。
1课程的基本信息
车床的数控化改造课程是“机床再制造专业”专业综合应用性课程,开设于二年级学生第四学期后半学期,实行理实一体化项目教学,集中上课,边做边学;整合课改前72学时理论授课,4周机床数控化改造实训(实训结束后进行数控机床装调与维修工技能鉴定),变成目前课改后的理实一体项目化授课120学时,数控机床装调与维修工技能鉴定前1周集中培训。
2课程的目标与定位
(1)专业人才培养目标。培养从事机床数控化改造或再制造方面的改造前评估、设计、装配调试和测试检验等工作,具有职业岗位(群)所需的基础知识及专业技能、具有较强综合职业能力的高端技术技能型专门人才。(2)专业典型工作岗位。本专业典型工作岗位包括:机床改造工程师、设计员、工艺员和一线操作工,本课程基于机床再制造专业人才培养目标,能够满足这些典型工作岗位所需专业知识和技能。(3)课程定位。“车床的数控化改造”课程在专业课程体系中属于专业综合应用性课程。它具有较少的新知识和新能力要求,更多侧重于前期课程知识和能力的综合应用,是学生顶岗实习前夕重要的一门综合类课程。(4)课程教学目标。①能根据给定的废旧车床(包括废旧的数控车床),考虑多方面因素,如改造成本、废旧车床目前状况,综合评判是否适合车床的数控化改造-废旧车床性能检测与再制造性评估;②按照国家标准(GJB5481-2005机床数控化改造通用技术要求;GB/T28615-2012绿色制造金属切削机床再制造技术导则),能够拟定或设计废旧车床整体改造方案(重点:系统选型),并进行详细设计,包括电气原理图绘制、机械结构改造设计等(20%);③按照给定车床数控化改造要求,如改造用电气原理图和接线图,装配图及装配工艺,整机改造工艺流程,相关系统用连接、调试说明书等,初步具有完成局部或整机改造的能力-拆洗修换装调(机电);④能够对改造后的车床,按照相关国家标准,借助相关工量具,完成精度检验和试切加工;⑤综合运用先修课程学到的知识和掌握的技能,解决车床改造过程中出现的实际问题。
3课程整体设计
3.1项目设计
由于学院车床的数控化改造过程目前做不到重复性改造,故把改造过程涉及到的主干知识学习和核心技能训练,拆解成18个相关性项目进行训练,具体项目设计详见表1,这18个项目基本覆盖车床改造过程的典型工作过程和任务,同时侧重于车床安装、装配、系统连接与调试、精度检验和试切加工等,同时兼顾改造设计。
3.2课程教学条件
校内实训基地:两台普车改造完成的数控车床,两台废旧数控车床经系统升级改造的数控车床,四台数控车床CAK6150Di(配置fanuc0imateTC系统),可用于本门课程的理实一体项目化教学。校外实训基地:学院与山西智创科技有限公司、苏州勤美达精密机械有限公司进行深入校企合作,在数控机床装调维修、数控机床升级改造或普通机床数控化改造方面对顶岗实习的学生实施联合培养机制,巩固所学专业知识,强化机床改造方面的实践技能。课程参考资料:本门授课所用资料是机床厂家和数控系统厂家提供的全套技术资料,如:机床电气原理图、数控车床使用说明书(机械与电气)、fanuc系统系列说明书,数控车床典型部件装配图纸和装配工艺等;四台改造完成的数控车床改造前及改造过程中整理完成的全套技术资料。
3.3教学模式
课程设计理念:在整个教学过程始终贯彻边做边学教学理念,突出专业能力培养,将相关专业知识和实践技能融入到每一次课程当中,实现“理论知识与实践技能结合、教室与实训室结合、学习与工作结合”的三结合。教学过程:每一次课都通过案例或示范任务直观引入,学生模仿并通过思考,逐步完成类似或难度等级渐增任务,在做任务、做项目过程不断提高理论水平和实践技能,同时在一些重要的项目中增加考核任务。教学方法与教学手段:在教学实施过程中,以学生为主体,以学生是否掌握相关知识和技能来评价教学方法的科学性和合理性,善于采用引导法、分组讨论法、情境法等教学方法,充分利用教学课件、技术资料、实训设备、课程资源库等教学资源,激发学生的学习积极性和主动性。
3.4课程评价
过程考核、期末考核和技能鉴定考核三者相结合。过程考核侧重学生平时学习态度、课堂上任务完成情况,考核项目或任务得分情况,过程考核占到总成绩的50%;期末考试侧重于理论考核,占到总成绩的25%;数控机床装调与维修工技能鉴定考核占到总成绩的25%。
4课程单元设计
下面以fanuc系统选型为例,阐述教学实施过程:(1)任务引入(15min)。学院有两台废旧数控车床,1987年左右购置,系统为DJK-BS03A,该机床自购置后主要用以数控车削实训,机械精度保持较好,现需对其数控系统升级改造。鉴于学院数控实训中心大部分系统为HNC-210系统和FANUC系统,①为了便于维护管理;②同时近几年在数控机床装调维修与升级改造比赛项目中,使用fanuc系统较多;③改造完成后也主要用于机床改造课程实训和技能竞赛培训用,所以经申请领导同意升级为fanuc系统,现需确定系统配置清单和价格。(2)逆向任务实施(容易着手)(45min)。学院有四台数控车床,配置的系统为fanuc0imateTC系统,请根据课前提供的相关技术资料(选型手册、部件速查手册、维修说明书、连接功能说明书等)和设备,确定机床的系统配置清单。学生可以通过现场查看各部件铭牌、系统开机查看系统软硬件配置,翻阅相关说明书,以小组分工、讨论、协作方式最终完成配置清单的填写(表2)。必要的情况下,教师根据学生完成任务情况或遇到的典型问题进行讲解。最终每小组向老师汇报工作。(3)教师点评总结(30min)。展示学生的成果并点评,之后集中讲解学生在做任务中遇到的难题或疑问。(4)正向任务实施(上课时引入的问题)(45min)。在完成逆向任务的基础上,已知主轴电机的功率和调速范围要求,各进给轴电机的功率和扭矩,以及其他改造要求,确定fanuc系统配置清单。(5)考核(15min)。任务考核分两个阶段,第一段在任务实施的过程中进行部分考核,另外一个阶段为上置清单后进行考核(表3)。
5结论
推陈出新抢占产品制高点
面对数控机床的发展日新月异,高速化、高精度化。复合化、智能化,开放化,并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。中国作为一个制造大国,主要还是在劳动力、价格。资源等方面占有优势,而在产品的技术创新与自主开发等方面与国外同行存在很大的差距。齐重数控通过兼并重组,使企业在管理水平以及市场占有率上逐年提高。通过推行产品型设计,实现产品系列化、零部件通用化、制造标准化。从而使企业管理、市场营销、新产品开发,生产制造标准、工艺技术等方面形成其核心竞争力。
针对国内机床行业处干低端混战,高端失守的现状,企业要不断地推出自己的新产品,主要是针对风电、核电,水电、交通、矿山,冶金、重型机械、造船等高端行业提品,抢占高端市场,替代进口。为此,企业要用信息化的发展思路制定企业发展的战略目标。
当信息化实施的总体目标根据企业发展的战略目标制定时。要利用原有的CAD/CAM系统和生产管理信息系统的单元技术,在改造与充实的基础上,以产品为中心,以产品数据为龙头,把产品生产过程所涉及的信息统一集成管理起来,达到高度共享。同时信息化实施需要分阶段,另外可以运用技术信息系统TIS,三维CAD/CAM系统,集成化的CAPP系统,工程数据库系统等提升企业的信息化建设。对于管理信息系统MIS系统,要以ERP为基础实现包括经营决策,各级生产计划、生产技术准备、销售库存,供应采购、财务成本,设备、工具、人力资源等在内的分系统完成对信息的高度集成和有效管理。对企业的信息流,物资流、资金流进行有效地控制和制约以达到缩短产品生产制造周期,规范业务管理,提高企业核心竞争能力的目标。另外还可以应用动态仿真虚拟制造技术,进行三维实体装配和干涉检查,预知产品在生产、装配过程中产生的错误和缺陷,同时对机床外观进行造型设计,以提高机床的品位和档次。应用信息管理技术实现成本控制,通过ERP程序系统,实现对产品成本的过程控制,做到对产品的设计成本有预算,生产过程成本有控制,事后有分析,运用ERP与财务成本核算管理系统的数据融接,提高核算的准确率。
另外,企业管理信息化对提高企业管理水平起到了促进作用,是领导者对管理过程、对象、手段及职能等进行再认识、再学习,再设计的过程。同时也是教育企业员工按照现代化管理模式去完成销售、设计、生产和经营的全过程,使企业管理人员的管理水平和综合素质得到了提高。实施企业管理信息化,还要有效地把工程技术人员从繁重而又重复的劳动中解放出来,去从事真正的技术创新和技术水平深造活动,锻炼和培养了大批既懂产品设计技术,又掌握先进的产品开发软件应用的复合型人才。
为了实现企业的高速稳健发展,不仅要利用好,实施好信息化,而且还要利用信息化不断地创新,要以更多的创新方式提升企业的产品质量。企业的创新方式可以分为三个层面,首先在集成化的平台开发技术上。齐重数控信息化系统是在思维加速业务架构平台上集成开发的,在这个平台的基础上构建了ERP的系统。当利用二维CAD设计图纸完成后,可以将数据纳入到ERP技术文件管理模块中,生成各种BOM表作为产品数据信息的源头:第二,制订企业信息化的编码标准,保证ERP信息管理系统数据的准确、唯一,方便数据库数据源的检索,为此齐重为企业信息化制定了20套标准编码保证了产品数据规范化,标准化;第三,创建数据信息的链式结构。为保证数据信息链式结构的正常运行,对每一类信息的录入都要作出严格规定,要求首次产生数据的部门负责原始数据的录入,录入后的信息为后续使用部门共享,相同信息不得重复录入,使数据信息达到统一集成和高度共享。
快速反应加强团队建设
由于企业市场反应机制落后,无法适应市场经济的快速变化,而且多年的科技投入不足,没有形成完整的信息化网络,加之软、硬件的不足和落后,导致管理方式和管理手段的落后,从而使信息化在实施过程中遇到了以下四个难点:人员认识不足。信息化实施过程中曾出现过个别人员对企业实施信息化工作认识不够高,在实施过程中有抵触情绪,对实施工作不配合,不支持,各部门之间互相推委。针对这个问题,首先是加大宣传和培训力度,有针对性进行各别辅导和现场指导,用实施比较好的人员和部门作为典型,大力表扬和进行经验介绍,讲述实施前后给工作带来的变化和好处,并给予一定的物质奖励。其次是对有严重抵触情绪的人员进行严厉批评,直至调离原有工作岗位,以使信息化工作得以顺利实施。