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一周的汽车维修实训已结束了,通过这段时间的实训使我对这个汽车维修有了更深刻的了解,去学习汽车维修方面的知识,使我得以更好的理解汽车维修这方面的知识,同时也提高了自身的动手能力。
通过汽车维修实训,我收获了很多东西,了解了汽车的基本维修知识,增强了汽车专业知识,并且再次提高了团队精神,同时也增强了面对事情的应变能力,为以后对工作的适应打下了比较好的基础。 对于汽车保养,我们遵循着各工位的流程,班上分成五个小组,每个小组一辆车。在正式的汽车维修工作之前,老师首先给我们讲解各个汽车工具的使用,在此之后老师让我们练习扭力,感觉一下扭力的大小——首先凭感觉用梅花扳手扭螺丝,再用扭力扳手测试一下自己扭力力度的准确性。之后,老师给我们讲工位的操作,并且说明了一点,检查各部位时,需要大喊出来。老师首先把举升机各个部位调整好,确定位置准确后把举升机上升到一定位置,大喊“举生机上升,请注意”,然后检查一下汽车在举升机的稳固性,确认无误后,继续大喊“举升机继续上升,请注意”。把举升机上升到顶部后,老师就开始检查汽车底部各个部件(转向连接机构,制动管路,燃油管路,排气管和安装件,螺母和螺栓,悬架),并且大喊出检测结果。完毕后,我们就回到每组划分好的汽车进行实训。由于大多数同学没有维修汽车的经验,所以在检测的时候都有很多部件的名字不懂,不过经过大家的交流与老师的讲解,我们对那些汽车部件有了更深刻的了解。完成这工位检测后,进行下一个工位,这个工位主要是车轮的拆装与了解制动器和制动液的检查与更换。首先,把举升机降到适当的位置,然后把车轮拆卸下来,再进行对制动器的了解,接着排放制动液,然后检查轮胎的气压与表面的厚度是否正常,气压不足就补足,最后把车轮安装上车,用103n/m的力扭紧。完毕后,开始进行下一个工位,这个工位主要内容是(发动机机油(加注),发动机冷却液,散热气盖,传动皮带,火花塞,蓄电池,制冻液,制动管路,离合器液,空气滤清器,碳罐,前减速器主支撑,喷洗液,轮毂螺母重新上紧,pcv系统,发动机冷却液,空调,动力转向液,发动机机油,气门间隙,燃油滤清器)各个部件的检查。最后完成了这次维修实训的所以内容。老师到后来还给我们讲解了拆装轮胎的方法与轮胎的打气方法,我们也有人尝试了拆装。有时候有些东西并不能通过看书来搞明白,通过观察事物和别人的讲解理解起来就相对容易很多,以后在工作中要学习的东西还有很多,在学习的过程当中必须要注意方法,利用正确的方法可以得到事半功倍的效果。
这个实训周的内容不单止这些,还有另一个任务,就是ppt的工作,这任务就是通过这次工位的实训的了解与拍摄的相片总结起来的工作,说起来简单,但做起来,却不是想象中的简单。我们经过分工合作,有的负责拍照,有的负责查找资料,有的负责归纳并做ppt,有的负责演讲,这些工作都是需要相互配合的,否则就会缺起这个或者缺少那个的,很容易弄到资料不齐全,ppt不完美。但最终我们还是完成了我们的ppt,而且我们所做的这个ppt是不错的,至少我是这样认为的。借此机会提高了我们的团队精神,真正体验到了团队合作的重要性。不过,答辩时,问题出现了,老师问的问题,我们很多不清楚,感到很惭愧。不过,老师却没有责怪的意思,并且还悉心的解答问题,使我们对所答不上的问题,与不懂的问题得以得到答案,所以我觉得这次答辩的课堂,受益匪浅。学到了很多东西的同时也暴露了一些问题。在开始来实训楼的时候什么都比较新奇,因而还是比较有干劲的,到最后感觉枯燥了,于是就不是很积极。自己也应该反省一下,以后的工作不可能什么时候都是新的内容,如何在保持自己工作的积极性就显的十分重要,必须向那些一直积极工作的同事学习。要感谢学校提供这么好的实训机会,也要感谢曾永志老师,使我通过这次维修实训学到了很多的东西,为以后的工作储备的一些相关的知识,此外在检查的过程当中,还知道了在工作过程中应该注意的问题。维修实训虽然只是我们学习的一部分,在以后的工作与学习生活之中还有更多的东西要去学习,但我们从中学习到的知识和正确的工作方法却可以带到以后的工作中去,只要我们坚持不断的学习,坚持正确的工作方法,不管以后在工作中遇到什么样的难题最终都会一一而解的。
1.1学生实验数据处理能力差化工原理实验的显著特点就是工程性强。化工原理演示实验很少,大部分需测定大量的数据,计算公式多而复杂,数据处理难度大。在批改实验报告时,主要发现存在以下问题:(1)部分学生只记录实验数据,未对数据进行处理;(2)不少学生存在错代公式的现象;(3)几乎所有的学生都用手工处理数据及实验坐标纸作图;(4)不同学生对同一数据的处理往往存在较大的差异;(5)部分学生没有形成“数量概念”,比如有的学生计算水或类似液体在管路中的流速为10,若有“数量概念”就不会犯这种错误。1.5教学方法不合理传统的化工原理实验教学就是按照教学计划做某几个实验,实验的准备工作全部由教师完成,上课前,实验指导教师对实验目的、实验原理、操作步骤及注意事项进行讲解,这种“填鸭式”教学方式枯燥乏味,未充分发挥学生的学习主动性和独立性,学生不会主动地思考问题,造成依赖思想的形成,不能有效激发学生的求知欲和探索精神。
1.2考核方式不合理传统的化工原理实验成绩主要是根据实验报告来评定的。这种的考核方法欠科学,往往导致学生普遍认为只要实验报告字迹工整,书写规范、实验结果好、页数多,就能得高分,有些同学甚至整个实验过程无所事事,只抄个实验报告,就可以蒙混过关。因此,这样的考核方式存在很大的弊端,不仅不能客观公正公平地评价学生的成绩,而且在一定程度上还打击了学习认真的学生的学习积极性,势必会使学生产生一种做与不做一个样的“大锅饭”思想,甚至有的学生会把实验课看成是一种负担。
1.3师资力量不足有的化工原理实验中每位指导教师掌握8~10种装置的操作,因受实验装置数量的限制,每个实验时间周期长,导致指导教师工作量大。另一方面,目前实验指导教师都是青年教师,没有实际工程经验或化工类企业工作经历,每台装置在实验过程出现的问题,缺乏解决能力。
2.对策
2.1制定切实可行的实验教学大纲教学大纲是一门课程重要的教学指导性文件,它规定了本学科的教学目的、要求、任务、教学内容、教学进度和教学法的基本要求(杨雄,2008)。教学大纲是教师进行教学的依据,教师在组织和实施教学活动中必须强制执行,它对保证教学质量有着重要的作用。因此,编制教学大纲具有重要的现实意义。教学大纲由化工教研室组织力量编写,先查阅国家有关规定及国家化工专业教育指导委员会的相关文件,到化工及相关企业做些调研,倾听企业技术人员关于化工原理实验教学等方面的意见,并结合本校实际,组织专家进行论证,制定切实可行的实验教学大纲。依据教学大纲,编写化工原理实验讲义并在化工类学生中进行试用,根据教学反馈情况,对该教学大纲进行了调整修订,制定出适合我院化工专业特点、适应学科发展需要的《化工原理实验》课程教学大纲。
2.2加强实验室硬件建设实验室硬件建设工作作为实验室建设中的一项主要工作。俗语说:“巧妇难做无米之炊”,实验室硬件建设是保证实验教学改革顺利进行的必要条件。因此,要把实验室硬件建设好、管理好、使用好、护维好。根据学院的不同实际,应从以下几方面加强化工原理实验室建设:(1)加大资金的投入,采购管路与设备拆装实训实验装置和配套分析检测仪器;(2)结合当地实际情况,采购相关的设备,提高开设实验的针对性,更好地服务地方经济的发展;(3)注重实验装置的维护工作,延长装置使用年限,提高装置的利用率;(4)推进开放实验室建设充分发挥实验室的潜力和功能。总之,应多角度、全方位的推进实验室建设,努力办出水平和特色,使实验教学科研条件得到根本的改善。
2.3优化与整合实验内容教学目标引领教学内容,教学内容的选择要紧紧围绕教学目标而定。化工原理实验要特别注重对学生工程观念培养、分析和解决实际问题能力的培养与处理工程问题的基本方法能力的培养。针对化工原理实验教学中存在教学内容不合理的现象,可以结合化工单元操作基本理论和工程特点,精选经典验证性实验,开设管路、设备拆装实训实验,有利学生了解设备的内部结构,提高学生的动手能力;适当增加综合性、设计性和创新性实验内容的比例,优先考虑开设实验内容贴近实际生产、生活和社会热点。同时,为避免实验内容重复,必须结合化工专业实验进行内容整合,实现教学内容一体化。这样,不仅有利于提高学生的动手能力、综合能力和独立创新能力,而且也有利于激发学生学习兴趣和实际能力。
2.4提高学生实验数据处理能力实验数据处理是化工原理实验教学中的一个重要内容,特别是实验数据处理软件被引入到化工原理实验教学实践中,这对于强化实验教学效果,据有独到的作用。(严军,2010)。针对化工原理实验教学中,学生普遍存在实验数据处理能力较差的特点,可以采取以下措施:(1)安排课时给学生讲授相关的数学知识,比如实验数据处理方法(列表法、图示法和图解法)、实验数据误差分析、最小二乘法、试差法等;(2)要特别注意计算公式的使用范围及条件;(3)要求学生记住一些经常遇到的工程数据范围即“数量概念”,比如水及类似液体在管路中的流速范围一般为1~3,做到心中有数,避免出现虚假的“准确”;(4)开设如Excel、Origin、Matlab等数据处理及作图软件课程。采用计算机软件处理实验数据及作图,一是可以减少人为误差、提高工作效率,二是可以有效地锻炼学生计算机应用能力和培养科学研究能力。
2.5改进教学方法良好的教学方法是提高教学质量、实现教学目的的有效保障。目前大多数实验教学都是被动式接受教学,学生按照实验指导书上的实验步骤进行操作,无法调动学生的积极性和创造性。而启发式、讨论式教学法就是善于引导启迪(魏辅良,1986)学生,通过与学生的有效互动,引导学生对实验的目的和意义、基本操作、注意事项、化工单元操作理论知识等问题进行思考和讨论,让学生带着问题去探求、理解和总结,设计实验方案,并在讨论的过程中不断总结,逐步提高学生的分析问题、解决问题的能力和培养团队协作精神(周立亚等,2012)。积极实施开放式实验教学,充分利用网络平台;通过自行开发实验教学软件,将实验基本操作,泵、风机、常用仪表使用操作、实验室安全基本知识、教学录像、动画、视频课件等资料放在化学化工系的中心网页上,建设网络课堂,使学习不受场地、空间和时间的限制。在实验教学实践中,综合利用各种教学方法,有效地激发学生的学习兴趣,时常鼓励学生勤于动手、勇于动手,引导学生勤于思考,善于发现问题,只有这样才能取的良好的教学效果。
2.6改革考核方式与理论课的考核相比,化工原理实验课的考核有其特殊性,应侧重于考察学生的实验技能、实验过程中的态度与表现、数据处理及作图能力、发现问题、分析问题和解决问题的能力(修乃云,2010)。实验课总成绩应由平时成绩(70%)和考试成绩(30%)两部分组成。平时成绩包括出勤情况(10%)、实验预习情况(20%)、实验过程(20%)和实验报告(20%),其中实验预习情况主要是考察学生通过预习后对实验内容的熟悉程度、能否提出问题、提出问题的数量和质量如何;实验过程主要是考察学生实验过程的操作能力、观察能力、发现问题和解决问题的能力,以及与实验指导教师的互动水平;实验报告主要是考察学生对实验数据处理及作图的能力,以及对实验结果的分析与讨论能力;实验考试采用现场临时抽选以前做过的实验项目,主要考察学生的掌握实验相关的理论及实际操作的熟练程度。对学生成绩的评定,要注重过程、贯穿始终、及时记录学生在实验过程中综合表现,客观、公正、合理评定学生成绩。充分调动学生的学习兴趣和积极性,培养其科学严谨、实事求是的科学态度。
2.7加强实验教师队伍建设作为一门实验课程,不仅要有一系列性能优良的实验装置,同时还需要有知识层次高、结构合理、学术思想活跃、富有创新能力和爱岗敬业的教师队伍。加强实验教师队伍建设,特别是加强对青年教师的培养,坚持自主培养与引进青年教师相结合的原则,是教师队伍建设的有效途径(胡兵,2010)。针对前面提到的情况,可以采取以下措施:(1)配备实验员,减轻指导教师的工作量,充分调动教师工作的积极性和主动性;(2)设立化工原理实验教研室,定期开展教研活动,指定每位教师负责2~3台实验装置,由2~3教师共同指导实验教学,充分发挥团队的力量;(3)建立良好院企合作关系,选派青年教师到化工类企业锻炼1~2年或引进硕士以上学历,且具有工程实践经验的双师型教师;(4)选派青年教师到知名设备供应商参观学习,详细地了解设备结构、功能及使用;(5)选派青年教师到相关高校调研、进修学习,资助青年教师参加国家教指委组织的教学研讨会,鼓励青年教师参加授课竞赛、优质课件、微课评比等活动。教师通过教研活动、科研实践、学术交流、不断更新教学观念、改革教学方法和手段,提高自身业务素质。
3结语
Abstract: Although many higher vocational colleges open automobile manufacture and assembly technology courses, the lack of practical automobile assembly training condition has restrained the practical training of this specialty. So it is necessary to design and develop simulated automobile assembly line open to practical teaching. Any single university cannot copy the huge system project, so the existing equipment and those can be added are taken as the foundation to study the design of the simulated automobile assembly line. The emphasis is to show the section set, technical process and part of the feasible assembly operation work.
关键词: 实训教学;模拟;汽车总装线;设计
Key words: practical teaching;simulation;automobile assembly line;design
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)32-0254-03
基金项目:课题名称:基于实训教学的模拟汽车总装线研发,编
号:DZ2013A-05。
作者简介:张宪辉(1970-),男,辽宁庄河人,现任大连职业技术学院汽车工程学院副院长,副教授,高级技师,研究方向为汽车检测与维修技术。
0 引言
长期以来,绝大多数高职院校汽车制造与装配技术专业在实训教学项目的设计和开发等方面没有本质上的进展,依然参考汽车检测与维修技术专业,沿袭着总成拆装及系统检查和检测实训项目,没有体现出汽车制造装配专业的专业特色,无法满足学生在校内就能熟悉和了解汽车总装线的工段划分、工艺流程以及实际的项目操作等专业知识和技能的要求。因此,如何在学校能力所及的范围内,设计和开发面向实训教学的经济实用的模拟汽车总装线成为一项十分必要的课题。
1 汽车生产厂总装线基本情况分析
1.1 汽车总装线的主要设备 尽管各汽车生产厂的产品不同,但其总装线上采用的设备类型都基本相同,主要包括以下六个方面:①输送设备。该类设备是用于汽车总装配线各总成分装线以及大总成上线的输送,主要有摩擦滑橇输送链、轻型悬链、双板式带输送链、机动滚道柔性线输送链、物流吊运小车、磁导航车、积放链输送机等。②汽车装配线大总成上线设备。大总成上线设备是指发动机、前桥、后桥、驾驶室、车轮等总成在分装、组装后送至总装配线并在相应工位上线所采用的输送、吊装设备。③各种油液加注设备。主要包括燃油、油、冷却液、制动液、制冷剂等各种汽车装配线加注设备。④出厂检测设备。主要包括前束试验台、侧滑试验台、转向试验台、前照灯检测仪、制动试验台、车速表试验台、排气分析仪等设备。⑤专用汽车装配线设备。包括车号打号机、罗纹紧固设备、车轮装配专用设备、自动涂胶机、液压桥装小车等。⑥工业机器人。主要在汽车生产中的点焊、弧焊、铆接、涂胶、喷涂等工序中应用。
1.2 汽车总装线的布置形式 汽车总装线的布置对于装配的效率以及车间内的物流起着决定性的作用,不同的整车厂会根据实际情况合理布置总装线。通过调研汇总,目前主要有以下几种布局类型:①总装车间划分成“仪表板工段、前围工段、动力总成工段、车门工段”等四个工段。②长安福特马自达汽车厂将总装车间划分成“分装线、线束区、内饰区、报架区、总装区、检测线”等几个部分。③一汽轿车工厂将总装车间划分成“一次内饰装配线、底盘线、二次内饰线、整车完整性检查、整车检测线”等几个工段。④长城哈弗汽车总装线由“内饰线、底盘线、外饰线和检测线”组成。⑤蒙派克车型将生产线分为“内饰线、底盘线、综合线”三条主生产线和“发动机、后桥、车门及仪表板”四条分装线。
无论是哪种总装线布局类型,尽管它们划分的装配线名称不同、数量不同,但论其功能都大致相同,都分为分装线和主装线两大部分,其中分装线主要包括:发动机变速器(前桥)分装线、后桥分装线、仪表板分装线等;主装线主要包括:内饰线、底盘线、综合线、整车检测线等。分装线预先将各大总成组装完毕,分别运至总装线的相应工段,在总装线的各对应工段完成总成与车身的组装,在总装线还要完成整车组装后的性能检测。
2 基于实训教学的模拟汽车总装线的设计定位
通过对汽车生产厂总装线基本情况的分析可以看出,一条实际的汽车总装生产线主要由以下几方面元素构成:
①空间和面积充足的车间厂房。②总装生产线设备。③工段设计与布局。
由此可以看出,汽车总装生产线是一个庞大的系统工程,在职业院校有限的条件下完全复制和效仿汽车总装生产线是不切实际的。本文研究的核心不是要模拟汽车总装线的高自动化程度,也不是要全面覆盖实际汽车总装线的所有环节和操作项目,而是要通过合理的设计来体现各类汽车总装线的基本工段框架、典型的装配工艺流程、主要的装配线操作项目,实现装配线常用工具的使用训练。因此,结合目前高职院校的实际情况,本文将研究重点放在了“基于实训教学”和汽车总装线的“模拟”两个方面。研究将不涉及实际汽车总装线中的自动输送设备(包括机械手等)、昂贵的装配线专用设备和工业机器人等设备设施,也不考虑备品存储、物流运输、路试跑道、淋雨线等环节,而是利用学校已有的和有能力购置的设备设施,采用工位固定、人员相对运动的形式进行模拟汽车总装线设计,重点研究如下几个方面的内容:①进行模拟汽车总装线的基本布局设计。布局的设计应能在一定程度上适应不同车型装配工艺流程的变化要求。②工段设计。在模拟汽车总装线基本布局的基础之上,设计出能够与实际汽车总装线工段设置基本吻合的、可实施的工段排列组合。③进行模拟汽车总装线设备设施的配置研究及布置设计。
3 基于实训教学的模拟汽车总装线的具体设计
在上述分析基础之上,结合高职院校场地和实训设施的实际情况,本文分别从模拟汽车总装线的基本布局、装配线工段设计以及总装线设施配置及布置等三个方面进行了设计研究。
3.1 模拟汽车总装线的基本布局设计 通过对各类汽车装配线的调研、分析和总结,本文在进行模拟汽车总装线布局设计研究时,不仅对总装线进行了重点研究,也对与之配套的分装线进行了规划布置。在满足布局能适应多种汽车装配工艺流程变化要求的同时,兼顾考虑学校场地因素,最终形成了图1所示的基本布局图。
如图1所示,总装线由四个工段区组成,按直线排列,每个工段区以一个地藏式举升机为载体(采用地藏式举升机的目的是一方面可使车身轻松运送和放置在相应的工段区,并且方便每个工段实施装配操作时高度的调整;另一个方面能够最大限度节省车间的有效空间)。在总装线四个工段的侧方,对应建有四个分装区(数量可以根据实际需要调整),分装区用于汽车各总成的组装调试,之后输送到对应的总装工段,完成与车身的对接与组装。如此,形成了一个微缩版的模拟汽车总装线。该模拟总装线的各工段和分装区可以灵活调整,以适应不同车型的总装要求。
在空间场地允许的条件下,建议车间长度不小于50米,宽度不小于20米(其中总装线宽度为10米、通道宽度2米、分装区宽度8米),高度视采用的吊装运输设备的形式而定,一般不应低于5米。这样可以保证总装线的每个工段区有12.5米(长)×10米(宽)的作业空间,分装区拥有不小于12.5米(长)×8米(宽)的作业空间。如此,1000平方米的车间既不会给学校带来较大的负担,也基本能够满足模拟汽车总装线的实训需求。
3.2 装配线工段设计 基于实训教学的模拟汽车总装线可以参考具体汽车生产厂的总装线布置形式进行工段设计,也可以按照一般的通用性布置形式进行工段设计。以本校汽车装配专业为例,根据汽车装配实训室的整体布局,在总装线的工段设计上,如图2所示,以四个地藏式举升机为载体形成总装线的四个工段区,按装配顺序依次直线排列为:内饰工段、底盘工段、综合工段、检测工段。
在内饰工段可以设计线束安装、内饰板安装、仪表台安装、操纵台安装等实训操作项目;在底盘工段可以安排各种油管、前/后悬架、动力总成、油箱、排气管、车轮等部件总成的安装操作项目;在综合工段可以安排完成座椅、电瓶、备胎、后备箱附件、雨刷、介质加注、车门调整、线路管路插接等实训内容;在检测工段可以根据学校具备的检测设施开展诸如专用仪器诊断、四轮定位、四合一综合性能检测等一系列性能测试。
为配合总装线的各种作业项目,在总装线四个工段的侧方,依次对应建有五个分装区,分别是:内饰件分装区、动力总成分装区+底盘分装区(共同与底盘工段对应)、其它附件存放区、工具间。在此需要说明的是,动力总成分装区和底盘分装区的布置是相邻且相互贯通的,这样设计主要是因为目前乘用车多以前置前驱动为主,发动机和变速器总成组装完毕后需要装配到前桥总成上之后,再作为一个整体安装到车身,所以这两个分装区要共同对应总装线的底盘工段;其它附件存放区主要为总装线上的综合工段的装配项目提供物资供应,而工具间主要用于存放总装线各工段需要使用的工具,并重点为检测工段提供检测用的设备设施。
3.3 设备配置与布局 为能模拟实现汽车总装线的整体运行,满足必要的实训项目的实施,经过对实际汽车装配线所用设备类型及功用的深入研究,结合本校汽车装配实训室的实际条件,确定了模拟汽车总装线所用的基本设备,具体如下:①吊装及搬运工具。汽车总装线是一条庞大的传送线,输送设备是保证汽车总装线正常工作的最基本保障。由于受场地及资金所限,故采用人工吊装及搬运方式来完成汽车及部件的传送:在车身传输方面,我们采用了体积小巧、易于操作的小型移动龙门架吊车来实现车身的吊装(见图2),采用车身台车完成车身的运输,台车能够从举升机平台内侧通过,以保证车身可以被顺利输送到下一个工段。②升降工具。在总装线的每个工段,都装有一台地藏式举升机,以用于每个工段部件和总成装配时将车身升降至合适的高度位置;在总成传输方面,主要采用液压搬运车;在实施总成升降作业时,主要采用液压升降移动平台车、堆高叉车、发动机小吊、液压升降托架等设备。③装配工具。为实现模拟汽车装配线真实的操作,我们配置了装配线上普遍使用的气动工具、电动工具及机械式装配工具,并配套在模拟总装线各工段两侧的墙壁上安装了气源接口、拉伸式电源插排及照明用工作灯(见图3)。④加注工具。可以配置自动变速器油加注机、制动液加注机、转向油液加注机、空调制冷剂加注机等价格相对适中的加注设备来满足必要的实训操作项目的要求。⑤检测工具。如果学校条件允许,可以在检测工段的位置配置四轮定位仪和四合一检测线,这样基本能够满足对下线汽车性能检测的各种要求,如果没有条件,配置专用检测仪器及通用型检测仪器来进行整车检测工段的各种检测项目也是很有必要的。
4 结语
本文主要是结合本校的实际情况对面向实训教学的模拟汽车总装线的设计进行有益的探索,并不是一定之规,譬如,如果条件允许,可以将吊装运输工具改为天车(如图4所示),也可以对总装线的工段数量和顺序以及分装线的数量和功能进行重新设计划分。由于各院校实际条件的差异,本文所设计的方案必然会存在这样或那样的不足,谨以此方案作为“引玉”之石,能够从中有所启发就实现本文研究的意义了。
参考文献:
[1]唐晓军.汽车企业车间的安全管理[J].汽车工程师,2013(06).
【关键词】数控维修理论应用
中图分类号:TG519.1文献标识码: A 文章编号:
随着生产国际化的迅猛发展, 我国数控技术正迅速向各工业部门渗透, 数控技术在国民经济中的地位也越来越高。数控技术重要组成部分——数控机床维修技术也应迅速适应数控技术飞速发展的要求。要培养一批数控机床维修人员, 掌握新知识, 总结新的维修诊断的方法和手段, 以适应我国数控工业的发展。
一、数控机床故障的分类
1、按数控机床发生故障的部件分类
(1) 主机故障。数控机床的主机部分, 主要包括机械、、冷却、排屑、液压、气动与防护等装置。常见的主机故障有因机械安装、调试及操作使用不当等原因引起的机械传动故障或导轨运动摩擦过大的故障。其表现为传动噪声大, 加工精度差, 运行有阻力。例如, 轴向传动链的挠性联轴器松动, 齿轮、丝杠与轴承缺油, 导轨镶条调整不当, 导轨不良以及系统参数设置不当等原因均可造成以上故障。另外, 液压、与气动系统的故障现象主要是管路阻塞和密封不良, 因此, 数控机床更应加强治理和根除三漏现象的发生。
(2) 电气故障。电气故障分弱电故障与强电故障。
弱电部分主要指CNC 装置、PLC 控制器、CRT 显示器以及伺服单元、输入、输出装置等电子电路, 这部分又有硬件故障与软件故障之分。硬件故障主要是指上述各装置的印制线路板上的集成电路芯片、分立元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。常见的软件故障有加工程序出错、系统程序和参数的改变或丢失、计算机的运算出错等。
强电部分是指断路器、接触器、继电器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元件及其所组成的电路, 这部分的故障特别常见, 必须引起足够的重视。
2、按数控机床发生的故障性质分类
(1) 系统性故障。系统性故障, 通常是指只要满足一定的条件或超过某一设定的限度, 工作中的数控机床必然会发生的故障。例如, 液压系统的压力值随着液压回路过滤器的阻塞而降到某一设定参数时, 发生液压报警使系统断电停机; 机床加工中因切削量过大达到某一限值时, 会发生过载或超温报警, 致使系统迅速停机等。
(2) 随机性故障。随机性故障, 通常是指数控机床在同样的条件下工作时只偶然发生一次或两次的故障, 有时称此为“软故障”。由于此类故障在各种条件相同的状态下只偶然发生一两次, 因此, 随机性故障的原因分析与故障诊断较其他故障困难得多。一般而言, 这类故障的发生往往与安装质量、组件排列、参数设定、元器件品质、操作失误与维护不当以及工作环境影响等诸因素有关。例如, 接插件与连接组件因疏忽未加锁定, 印制线路板上的元器件松动变形或焊点虚脱, 继电器触点、各类开关触头因污染锈蚀以及直流电动机碳刷接触不良所造成的接触不可靠等都可能产生随机性故障。另外, 作业环境、电源波动与机械振动等原因均可引发此类随机性故障。
3、按故障发生的原因分类
(1) 数控机床自身故障。这类故障的发生是由于数控机床自身的原因引起的, 与外部使用环境条件无关。数控机床所发生的极大多数故障均属此类故障, 但也应区别有些故障并非本身而是外部原因所造成。
(2) 数控机床外部故障。这类故障是由于外部原因造成的。例如, 数控机床的供电电压过低, 波动过大, 相序不对或三相电压不平衡; 周围的环境温度过高, 有害气体, 潮气、粉尘侵入; 外来振动和干扰; 如电焊机所产生的电火花干扰等等均有可能使数控机床发生故障。还有人为因素所造成的故障, 如操作不当, 手动进给过快造成超程报警, 自动切削进给过快造成过载报警, 又如操作人员不按时按量给机床机械传动系统加注油, 易造成传动噪声或导轨摩擦力过大, 而使工作台进给电机超载。
二、数控维修理论在实际中的应用
差异维修理论(DiscrepancyMaintenanceTheory)以可靠性为中心,根据企业现场设备的故障特点、故障规律及可能造成的不同后果(即影响),有针对性的对设备使用的各阶段及各子系统采用不同的维修方式,充分发挥各种维修方式(事后维修、计划预防维修、状态检测维修、主动维修等)的不同适用性和有效性,保证设备性能(功能和质量)的实现,以最大限度提高设备的使用可靠性为目的。
1、NCE 在使用早期宜采用事后维修方式
首先,NCE 集中体现了机械设计、制造技术、计算机软硬件技术、检测监控等多种学科技术的最新成就,随着现代制造技术的发展,设计上的改进,使其自身的结构精度高,部件配合严密,从而有效地消除了传统制造设备在制造上的缺陷以及元件检查筛选不严等缺陷,因此也就不存在传统制造设备的早期磨合故障,其故障率曲线也不再是传统制造设备的“浴盆曲线”。
其次,NCE 是精制的设备,使用者在对一些机件的内部结构和装配方式、装配要求不了解、不熟悉的情况下,若盲目拆装,则会造成机件变形、精度丧失、密封性能和条件下降等情况,甚至损坏零部件,缩短了设备的使用寿命。
再次,NCE 的零部件普遍是大而重的,在吊装、搬运时都较为困难,如果方法不当或操作不慎,极易产生碰撞、擦伤、摔坏等事故。
综上,在使用后的最初几年,NCE 的可靠性都比较好,规律性故障比较少,只要不出现误操作或意外事故,设备都能正常运行,能够满足加工工艺要求和产品质量要求。因此,在此期间的设备管理,重点是抓好日常的维护保养与工作,同时抓好操作管理,采用事后维修的方式比较合适。如果采用三年六个月大小修理的定期预防维修方式,容易弄巧成拙,适得其反。
2、NCE 在使用后期宜采用计划预修和状态检测维修方式
随着使用年限的增加,设备因磨损、腐蚀、老化、失效等原因,使设备的可靠性和完好程度都会不同程度地下降,以至于不能满足加工产品的工艺要求和质量要求,设备的故障和零部件的损坏会逐步增加。NCE 是集机械系统、电气系统、液压系统于一体,各子系统发生故障的原因及部位都各不相同。此时,应根据设备各子系统的故障特点及规律,采用基于可靠性为中心的差异维修方式。
首先,机械系统的故障一般都是因磨损、腐蚀、疲劳等原因造成的,具有渐发性、耗损性等特点,这样的故障一般是有规律可寻,即在功能故障发生之前有潜在故障可以通过感官和简单仪器来检测,此时宜根据零部件的磨损规律,在零件磨损的发展期将其更换,避免因零部件破损而造成严重事故,即采用定期预防的维修方式来恢复其可靠性,以保持机械系统的完好状态。
其次,对于电气系统,按故障发生的部位可以分为:硬件故障和软件故障。硬件故障指经过长期使用后,电子器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的普遍老化,接近其使用的物质寿命和技术寿命,此时可以利用相关仪器检测其使用效果,或根据工作经验,通过对其进行技术改造或更新换代来消除故障,即采用状态检测的维修方式来恢复其可靠性。而软件故障就是指控制系统的故障,一般是PLC 逻辑控制程序中产生的故障,需要输入或修改某些数据参数,或是修改PLC 程序来排除其故障。
最后,液压系统的故障往往是由于液压油的污染或液压阀的磨损、疲劳产生的,且液压油液的粘度受温度影响比较大,因此,对于液压系统宜采用主动维护的方式进行维修。主动维护的实质在于“护”,而不在于“修”,即保证NCE 的正常工作环境,积极主动地检测液压油的质量及温度状况,及时地更换失效的液压阀,在故障发生之前将其排除,恢复其使用可靠性。
参考文献:
[1] 王海恒,李苗,温有良.数控机床的使用与管理[J]. 价值工程. 2011(24)
[2] 孙宪华.数控机床电气维修技术综述[J]. 装备制造. 2009(12)
[3] 王海恒,李苗,温有良.数控机床的维护与故障管理[J]. 价值工程. 2011(23)