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前言
伴随着计算机技术的不断发展,自动化技术的程度也变得越来越高,现代化的生产对于产品来说提出了更高的要求,通常需要满足多品种、小批量的目标,这样一来就促进了数控技术的不断发展。以往的普通折弯机在对工件进行多道折弯加工的时候,必须要同时对整批工件一起进行多道折弯,这就需要不停地进行上下换料的工作,生产效率很低。折弯机折弯参数如果利用数控技术进行控制,进行调整设置之后,档料架和滑块行程就能够进行精确、控制,就可以连续不断地对成批的工件进行多道折弯,而且可以保证同批产品具有极高的成形精度,同时还会使生产出来的同批产品具有很高的同一性,可以极大地提高生产效率,有着很好的发展前景。
1 数控系统
数控折弯机通常具有两个以上的控制轴,这里面最为重要的就是后档料架与滑块。这两个控制轴对于精度来说,全部有着极高的要求。
如今,数控系统已经在下面的方面中取得了很大的进展:
1.1 多轴控制
为了提高控制精度,更加方便地进行操作控制,所以增加了运动轴的数量。比如说,为了使产品具有更高的一致性,必须要将下模工作台的加凸补偿控制轴额数量进行增加,想要在加工时拥有更加准确的定位,就要增加后档料的左右方向上的控制轴。
1.2 交流伺服电机取代直流伺服电机
交流电机是一种自行制冷的结构,有着很高的输出功率,并且力矩响应时间很短。
现如今,我国已经可以自行生产HD系列交流同步伺服电机及驱动单元。该系统进行设计的基础为矢量控制,可以说是先进的数字式的智能控制单元,可以借助系统窗口来对数据进行全数接受,是当今世界上智能控制的一种发展趋势。
1.3 高档CPU的采用
数控系统由最早的8位逐渐发展到16位,尤其是对32位数控系统进行开发使用之后,数控系统在许多方面都出现了极大的变化,现今可以使用CRT来对图形进行编程,整个折弯过程都可以直观地显示出来,这样就更加方便技术人员进行操作。
2 CAD和CAPP的应用
通常来说,NC编程都是人工来进行操作,操作者要对加工过程中的每一道工序进行细致的描述,还要针对每一工序中折弯机各轴的位置,进行精准的定位,这样就可以针对辅助功能进行一些必要的调整,这项工作是非常不容易完成的。所以想要使生产率得到提高,一是不仅要对机床具有的性质不断地进行完善,另外的一个有效的方法就是减少编程所需要的时间。这样来与折弯工艺结合在一起进行研究,就可以把CAD和CAPP同时应用在编程的系统里面,这是现阶段数控折弯主要进行研究的方向。
LVD公司的CADMAN一B就是具有上述典型特征的一种编程系统。主要具有下列的一些作用:同时给1台或者是以上的折弯机,提供科学有效的NC程序;可以针对海量的NC程序有效地进行储存;借助DNC手段来对NC程序进行合理的分配;针对折弯机的加工工作进行有效的监视。工作人员只要把板材的轮廓准确地输入进去以后,CADMAN-B就可以独立地将剩下的工作尽数完成。它通常具有下述功能:
2.1 针对不同的工件,选用最优效的折弯工序
这里所说的“最优”只是相对而言的,它受许多因素的影响,比如说工件本身的尺寸、工件所要达到的精度、生产所需要的时间等等。如果自动编排的工序无法达到用户的要求,用户可以根据自己的需要自行进行修改,也可以手动来对工序重新进行编排。如果用户还需要特殊加工时,其殊的部分也可以进行重新编排。
2.2 折弯工序仿真
借助图形可以将每一步折弯程序中的工件位置进行显示,还可以提示怎样操作工件,同时与折弯相关的参数也可以表示出来,还可以得到和故障有关的一系列报警信息。
2.3 生成NC程序
也就是对程序自动进行编制,用来促使机床自主进行折弯操作。尤其要认真思索怎样进行“辅助工步”,怎样确定”等待时间”,免得运动轴和工件之间发生碰撞。
华中理工大学开发的APPBS 就是用数控技术作为基础出发点,将LAPP与NC编程为与其进行完美融合。它可以针对需要进行加工的工件,自动完成加工序列、运动路径等一系列参数的编排。一共由4个软件模块组成,由菜单分别进行驱动,具有着优良的人机界面。
二维零件在进行图形输入的时候,最好选用交互输入法,准确地将折弯件草图进行输入,并且把工件的实际尺寸认真标准在草图纸上,再把相关的尺寸参数输入进来,系统就可以产生和实际图形成一定比例的真实图形,还可以对特征代码进行自动的提取。存储区里面的模具和折弯机相关的参数也会随之被送入进来,形成一系列的加工文件。
在工艺计算里面,极为重要的一个环节就是回弹补偿量计算。当对新工件进行加工的时候,需要对原有的角度进行调整,用户要把检测得到的实际角度输入到控制装置里面,当计算机熟悉材料所拥有的特性之后,控制装置就会对Y轴原本的高度进行修改,以此达到对角度进行校正的目的。这时借助DNC可以令修正值返回到APPBS系统当中,就可以构建起角度修正数据库。
3 柔性化
伴随着自动化技术的不断发展,同时还要满足单件批量生产的需要,锻压机械的柔性自动化正在以极快的速度向前发展。
日本的Amada公司就曾经推出过由折弯机和机器人一起组成的两个柔性折弯单元。其中的一台就是FBD一8020型CNC折弯机,另外的一台是BM一100型5坐标机器人组成。整个系统的编程工作全部由同一台计算机完成,操作人员只通过菜单就可以进行驱动,把工件具有的板厚、毛坯本身的尺寸、折弯所需要达到的长度输入之后,机器人的动作序列就可以自动生成出来,机器人就可以自主进行生产加工了。
4 结束语
综上所述,数控折弯机在现代钣金件的成形加工中有着极其重要的作用和不可限量的发展前景,可以更好地提高生产效率,获取更大的社会效益和经济效益,为人类社会造福。
参考文献:
[1]朱显秋,曾国权. 面向折弯系统的自动编程系统研究与开发[J]. 当代制造工程. 2010(10)
随着激光加工技术的迅猛发展,激光切割被广泛用于板料加工。数控激光切割机的切割质量非常好,割缝细,同时不会引起较大的变形,切割精度与机械加工的精度相仿。同时,其切割速度快,并且效率高。对于1mm的薄板来说,切割速度能够实现在每分钟2~3米,缩短了周期,并且可以套裁下料,提升材料的利用率。此外,数控激光切割机的切割范围广,金属箔、皮革、有机玻璃等材料都可以切割。激光切割的精度和质量与激光发生器、光学系统、加工条件等多种因素相关。板越厚则所需的激光功率也就越大,镜片、割枪和高度传感器是激光切割机比较容易扣件的部件,需要给予特殊的维护。
2、数控折弯机
数控折弯机可以有效提升高板料折弯件质量和生产率,是不可缺少的方法之一。数控折弯机可以控制滑块运动的下死点,以保障折弯角度和后挡料机构的自动定位。在弯曲较长的工件过程中,工作台的中间部分会形成与滑块两端施力相反的挠度,造成工件在出模之后出现变形,所以在数控折弯机设有床身拱度调节系统。输入折弯图形以及材料的特性等数据,计算机就可以自行计算,确定整个数控程序。同时其还具有折弯回弹自动补偿的功能,能够依照实际变形的情况给予微调。折弯质量与机床的性能有着直接的关系,同时与板材自身的状况有着很大的关联。通常剪板机下料会有较好的折弯质量,而长料、厚料,经过火焰切割会一定会有残余的热应力,正是热应力会导致折边收缩变形最终影响到折弯质量。一般可以选取刨边机去掉其热影响区。此外在钢板中的轧制残余应力会对残余应力进行释放,所以高质量的板材也是高效折弯高质量零件的重要因素。
3、弧焊机器人
焊接机器人正在得到焊接的广泛应用,其具有较强的柔性,是焊接过程自动化的核心部分,可以提升关键结构件的焊接质量。焊接机器人的应用,有效地提升了焊接质量与生产率,同时减少了工作的劳动强度,使作业环境也到了有效的改善。目前,焊接机器人技术的不断发展和健全,工程机械行业已经开始采用了先进的焊接机器人或者是柔性焊接系统FMS,工程机械行业目前已经广泛地应用了弧焊机器人。弧焊机器人通常用于多段焊,空间内部焊缝较多,零件较为复杂,并且要求高质量的工件。机器人在焊接过程中,通常利用变位器使空间位置焊缝转换成水平或者是船形位置进行焊接,不仅可以保证质量,而且还大大地提升了生产率。焊件的选用可以根据关键焊接结构件进行,机器人具有较高的可焊性,有利于采用装对时对装对质量进行保护,安装焊件的作业台和夹具有利于设计和加工,同时焊件的装卸也比较容易,装夹的定位精度较高。焊接质量不仅与机器人本身的系统性能有着密切的关系,同时焊接工艺的参数规范也对其有着重要的影响。需要依照焊接件各自的特征,对不一样的板厚、材质,不一样位置的焊缝、接头以及焊缝的需求,给予精细的焊接工艺参数和操作规范的优选研究,这样有利于更快的适应不一样结构特征的工件焊接需求,使焊接质量获得更好的水平。
4、结语
[关键词]钣金 特征识别 折弯工序 优化
中图分类号:N945.15 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)36-0008-02
1 研究的相关知识
1.1 研究的原因
在当前有很多学者都对钣金折弯工艺优化设计进行了大量的研究,发现了钣金折弯工艺中还存在着很多问题。由于在折弯的的过程中,折弯次序不能确定,折弯过程中数控折弯机的停留时间和加工准备所需的时间都会影响折弯加工的效率,因此需要不断改进折弯加工工艺的技术,才能更好的解决问题,从而提高折弯工艺的加工效率。
1.2 研究意义
将折弯工艺技术不断改进,从而在工艺中实现智能化的运用,通过人工智能的技术来帮助操作人员更好的完成折弯加工,才能有效的提高工艺的加工效率,更好的实现折弯的自动生成和优化。因此解决折弯工艺中的工艺编排这个关键的技术性的问题,对于折弯工艺加工有着很重要的作用。
2 钣金加工的相关信息
2.1 钣金折弯工艺的概念
钣金折弯加工是利用数控折弯机对板材进行折弯,根据折弯工件的长度,通过后档料架来确定板材的伸长长度;而滑块主要是根据所需折弯的角度来控制下降深度,对工件进行折弯,直至达到规定的要求。
2.2 钣金特征的模型设计
(1)钣金特征树的建立
为了更好的使操作人员理解钣金的零件形状之间的关系,可以用一棵树的形状来表现零件之间的关系。树的树根是基准特征,树叶是主特征,而树干代表的是特征之间的相互关系。如图1所示:
(2)基准面的设计
在设计时首先选择一个面特征来作为基准面,看成折弯工艺中的参照,从而简化了钣金零件的结构。等确定了基准面的特征后,以此作为参考进行其他的设计。
(3)特征信息的整合
在折弯加工的过程中需要对相关的信息进行整合,在加工过程中主要需要面特征和折弯特征的尺寸的参考值,比如面板的长度、宽度,折弯半径的大小、折弯的角度等,这些特征信息都需要进行整合,从而为折弯加工提供具体的数据依据,方便折弯加工的工作进行。
2.3 钣金特证的识别
2.3.1 钣金特征识别的过程
钣金特征识别的过程主要有:特征的分解、特征的识别、信息的提取查询和特征的表述,过程如图2所示:
2.3.2 钣金特征识别的具体步骤
(1)确立产品的模型特征,找出与之相匹配的模型;
(2)确定识别参数,在产品模型中抽取信息;
(3)对已有特征进行整合,符合要求。
3 折弯工艺的相关信息
3.1 折弯工艺加工的过程
(1)工作人员按照顺序编制工艺程序,为程序编写序号;
(2)根据设备、材料、参考数据等计算工件展开的尺寸,并求出后档料板的定位值;
(3)根据工艺要求判断操作情况;
(4)计算滑块下行量。
3.2 折弯工件的工艺性分析
(1)折弯回弹
在折弯加工的过程中,很容易出现折弯回弹的现象,折弯加工使得材料变形,由于失去外力,材料只有通过弹性变形恢复原样,但是其形状会产生膨胀现象。
(2)折弯部位变薄
板料在折弯的过程中会因为外层的减薄量太大而使得折弯的地方板料变薄,这是折弯变形的本质,不容易完全消除。
4 折弯工序优化的算法研究
4.1 折弯工程的判断依据
(1)精度约束的判断
在折弯加工之前,首先要判断精度约束是否达到规定的要求,如果不符合,要返回重新设置,从而才能够保证尺寸的精确度要求。
(2)翻转约束的判断
在折弯加工的过程中要明确加工所需的翻转次数才能保证折弯加工的效率。因此为了提升折弯加工的效率,在加工的过程中要尽量减少翻转次数。
4.2 折弯工序编排算法的研究
4.2.1 折弯工序算法的流程
折弯工序算法是以干涉约束条件为基础的,其算法流程图如图所示:
4.2.2 折弯工序优化的系统
钣金件折弯优化工艺的系统是一个以计算机为辅助的折弯加工工艺系统,主要有五个大的模块,分别为:零件模型的图形输入、工艺的分析和计算、折弯工序的自动编排、折弯过程的模拟、后置处理。
(1)图形的输入
折弯工序是一个相互联系的系统,工作人员根据提示将折弯件的形状和尺寸通过计算机输入到系统中。
(2)折弯工序的自动编排
这一程序是将收到的信息进行编排整合生成一定比例的图形,便于参照和分析。
(3)工艺的分析和计算
工艺的分析和计算主要是针对工件的展开长度、折弯边的折弯角度等进行的分析和计算,得出结论。
(4)折弯过程的模拟
折弯过程的模拟可以对折弯机床身、工件的图形等进行展示,使得更加形象具体。另外模拟时可以选择连续的方式,从而使得操作人员方便观察设计的过程。
(5)后置处理
在折弯加工后针对加工过程中的设计进行详细的检查,找出问题进行修改,从而达到规定的要求。
4.2.3 影响折弯加工优化的的因素
(1)模具的更换次数
钣金零件在加工过程中容易发生干涉,可以用模具更换来应对,但由于模具更换消耗的时间太长,因此在加工过程中要尽量减少模具的更换次数。
(2)工作的翻转次数
为了有效提高折弯加工的效率,在折弯加工的过程中,要尽可能减少工作的翻转次数。
5 折弯工序优化的方法
(1)在折弯工序编排的过程中,可以根据结构图来构建,从而使得折弯工序的编排有了更直观的参考,提高编排的效率。
(2)在结构图纸上进行工艺设计安排,对于一些过于复杂的知识点进行简化处理,有效的提高工作效率。
(3)运用针对性搜查方式来减少搜查时间,避免盲目搜查,实现信息的整合,从而能更加快速的得到结论。
(4)对折弯工艺加工要准确确定折弯的节点时间,从序列的分布上进行优化,从而选择最佳的折弯工艺。
总结
钣金折弯工艺在现代社会中广泛应用于机械、家电、建筑等多种领域中,随着科技的不断发展,钣金折弯工艺系统的研究也逐渐实现了科技化,而折弯工艺的优化更是对于钣金制造的效率和成本有着极大地影响。但是钣金折弯工艺中也存在着很多问题有待解决。本文主要针对钣金特征识别与折弯工艺优化进行了研究,分析了钣金折弯工艺的相关内容,得出一些结论。
参考文献
[1] 王飞,游有鹏.基于遗传算法的钣金V 形折弯工序规划方法[J].华南理工大学学报:自然科学版,2012.
摘要:本文对我国数控机床产业的发展现状、产业的发展特点进行了归纳与总结,并对产业区域分布情况和代表性企业的发展情况进行了描述和分析。
关键词:数控机床 产业发展 特点分析
1、我国数控机床产业发展优势分析
1.1 中国已成为世界机床第一大产销国
近年来我国每年推出高端数控机床新品种数百个,数控机年产量平均递增高达30%左右。五轴联动数控机床、复合机床等高档机床已经逐步实现国产化。中小型数控机床用激光器产量居全球第一位,大型工业激光器产量居亚洲第一位。国产数控软件已经占国内总销量的70%左右。同时,我国还涌现出了一批数控机床产业基地。依托这些基地,一批本土数控机床加工企业初步实现了跨越式发展。沈阳机床、大连机床连续多年处于世界机床企业排名前列,并逐步提高。另外,在近几年里,沈阳机床、北一机床等国内多家大型机床企业参与国际并购,对机床强国的多家机床生产企业实现收购或控股,这对提高国产数控机床技术水平,提升中国数控机床企业的国际影响力产生了积极的影响。
1.2 数控技术实现重大突破
中国数控技术近20多年来经历了引进、消化吸收、自主开发和产业化等阶段,产品技术水平有了较大提升,尤其是数控系统,近年来取得了重大突破,涌现出华中数控、大连光洋、广州数控等企业,形成了一系列高端产品,填补了国内的空白,使国产数控机床的技术水平实现了飞跃式发展。例如华中数控以通用工业微机为硬件平台、以DOS、Windows为开放式软件平台的技术路线,从而避开了制约中国数控系统发展硬件制造可靠性的瓶颈,技术上取得重大突破。现在该公司具有自主知识产权的中高端数控系统采用基于PC 的新一代开放式体系结构,具有6 轴联动、全闭环控制、高速高精度加工和网络通讯等功能,并已成功配置在桂林机床股份公司的5 轴联动数控龙门铣床上,这一重大技术突破迫使国外放松了对中国5 轴联动数控系统的限制。
2、我国数控机床产业发展面临的严峻形势
虽然我国数控机床产业发展势头强劲,优势明显,但未来产业发展所面临的形势依然严峻。
2.1 产品结构性矛盾加剧
从近几年的行业运行数据来看,数控机床产品的结构性矛盾愈加明显,高档数控产品缺乏,中小型和普通机床却已饱和。目前,市场对高档和大型机床需求量很大,产品供不应求;与之相反的是,中小型和普通机床出现供过于求的现象,库存有所增加。数控机床产品的结构性矛盾进一步凸现,处理好扩大产能与产业升级、产品升级的关系迫在眉睫。
2.2 核心部件和技术缺失
制约国产数控机床的快速发展的一个重要瓶颈是关键功能部件以及核心数控系统的自给不足。2007年,中国金属加工机床进口总量虽然有所下降,但是龙门加工中心、数控齿轮加工机床、数控折弯机、数控板带横剪机和数控冲床等产品的进口确保持着高速增长,并且数控系统、零部件、工具进口依然保持了强势增长,机床附件进口增长达到50.5%。中国目前快速发展的中高端数控机床对国外功能部件的依赖性很强,国产的功能部件和数控系统研发相对滞后。
2.3 技术壁垒制约我国数控机床产业发展
在出口方面,国内机床企业面临着新的挑战,欧盟正在着手研究机床生产和使用中的环保问题,并拟制定相应的能耗标准,这有可能形成新的技术壁垒,对机床企业的国际贸易产生负面影响。不符合能耗或者环保要求的数控机床产品,将难以进入欧盟市场或者被征收高额关税,甚至在使用过程中也要支付额外费用,对可能面临的新的技术壁垒,要求企业必须在机床设计、制造和使用阶段考虑能耗和环保,实施绿色制造。
3、我国数控机床产业区域特点分析
我国数控机床产业区域分布广泛,全国各地区都有发展,下面将注重分析东北、华北、华中、华南等区域数控机床产业发展的特点。
3.1 东北地区
沈阳和大连两市已成为全国数控车床、加工中心的最重要的开发生产基地。沈阳机床和大连机床两家企业的机床产值占全国机床产值的26%,数控金切机床产量占全国数控金切机床的25.4%,其中数控车床占全国总产量的35%,加工中心产量约产全国产量的21%。
齐齐哈尔是我国重型数控机床的生产基地。齐重数控装备有限公司的主导产品为大、重型数控卧式车床和数控立式车床;大、重型数控车床产量约占全国大、重型数控车床产量48%,产值约占全国大、重型数控车床产值50%。齐齐哈尔二机床集团特色产品是数控落地镗铣床、数控龙门镗铣床和数控多连杆压力机,大、重型数控镗床,产量约占全国数控镗床产量35%,产值约占全国数控镗床产值30%。
3.2 华北地区
北京主要发展加工中心、数控精密专用磨床、重型数控龙门铣床和数控系统。代表企业有北京第一机床厂、北京机电院高技术有限公司、北京二机床厂有限公司、北京凯恩帝机电技术有限公司、北京航天数控有限公司等。
山东地区主要发展以机械压力机为主的锻压机械和数控车床、高速龙门铣床、龙门加工中心。济南二机床集团有限公司重点生产薄板冲压生产线的机械压力机和数控高速龙门铣床。济南捷迈数控机械有限公司重点发展数控转塔冲床、数控激光切割机、数控液压折弯机等板材加工设备。济南一机床集团有限公司和威海华东数控有限公司重点发展数控车床和各种数控机床。
3.3 华中地区
华中地区数控机床发展以武汉为中心,武汉重型机床集团有限公司以重型机床为发展重点,重型机床数量占全国重型机床数量11%、产值占全国重型机床产值17%。武重机床为船舶制造业自主研发了CK53100 数控船体坡口加工机床,解决了非正圆壳体随动加工技术,又为核电设备制造业研发了 CKX53613 数控核电加工专用机床,最近又与二重集团签订了一台世界最大的DL250 型5 米超重型数控卧式车床合同。另外,武汉还是全国最为重要的数控系统生产基地之一,代表企业是武汉华中数控股份有限公司。
3.4 华东地区
华东地区形成我国磨床的生产开发基地,数控磨床产量占全国四分之三。上海机床厂有限公司、杭州机床集团、无锡开源机床集团有限公司3 家企业的磨床产值占全国磨床产值65%,磨床产量占全国磨床产量约42%,其中数控磨床产量占全国数控磨床产量74%。
参考文献
关键词:真空挤压;机头;构造;弊病;生产应用
1 前言
目前,真空挤压成型机是劈开砖(也称劈离砖或劈开砖)、陶板、空心棚板、陶瓷辊棒、陶瓷柱塞、窑具及蜂窝陶瓷等制品塑性挤出成型的关键设备。按坯体的挤出方位可大致区分为卧式真空挤压成型机和立式真空挤压成型机,因立式真空挤压成型机挤出的坯体传送困难等原因,所以在劈开砖、陶板、陶瓷辊棒、陶瓷柱塞、窑具及蜂窝陶瓷等制品的实践生产过程中通常仅采用卧式真空挤压成型机。卧式真空挤压成型机按螺旋(绞刀)轴的多少又可分为单轴真空挤压成型机、双轴(上轴为搅泥螺旋轴、下轴为挤泥螺旋轴)真空挤压成型机和三轴(上部搅泥部分为两根搅泥螺旋轴、下轴为挤泥螺旋轴)真空挤压成型机等。考虑到三轴真空挤压成型机上部搅泥部分为两根逆向旋转的分别安装左旋螺旋和右旋螺旋的搅泥轴迫使陶瓷泥料(为了描述方便,以下简称泥料)产生强烈的对搅、混匀和搓揉等作用,从而实现对泥料的充分破碎、搅拌、揉练及混合均匀等功能。所以泥料经三轴真空挤压成型机处理后,通常可获得比单轴真空挤压成型机和双轴真空挤压成型机产品质量更好、成品率更高的坯体,这正是目前国内外劈开砖、陶板、陶瓷辊棒、陶瓷柱塞、窑具及蜂窝陶瓷等生产企业广泛应用的真空挤压成型机几乎都是三轴真空挤压成型机的主要原因。
尽管真空挤压成型机的种类繁多,但从真空挤压成型机的挤出装置螺旋推进器(也称最末端挤泥螺旋)的终止处到机嘴(俗称成型模具)之间的部分通常称之为机头(也称为挤压筒),劈开砖、陶板及空心棚板等扁平形制品塑性挤出成型采用的机头几乎都是由圆柱形逐渐过渡到矩形的特殊筒体,如图1所示。其功用是促使泥料在螺旋推进器的作用下,逐渐挤压成为结构致密、向机嘴方向整体移动的泥段。由此可见,真空挤压成型机机头的构造及其设计制造质量与坯体的质量密切关联,尤其是机头两端面的形状位置精度越高、内腔工作表面越平整光洁,就越能最大限度地减少泥料的分层及摩擦发热等,从而优化泥料的挤出成型工艺性能。所以,改善机头的构造并努力提高其设计制造质量,对提高劈开砖、陶板及空心棚板等扁平形等制品的产品质量及企业的经济效益等具有非常重要的意义。
2 常用机头的构造及弊病
目前,劈开砖、陶板及空心棚板等扁平形制品的塑性挤出成型的关键设备――真空挤压成型机常用机头的构造方式主要是铸造式机头和板料焊接式机头两种。
2.1 铸造式机头
铸造式机头的结构示意图如图1所示,它是目前国内外真空挤压成型机应用最早及最广泛的机头,通常采用优质碳素结构铸钢或铸不锈钢等铸造成型,采用消除铸造应力退火后,经金属切削加工后,再经打磨抛光其内腔工作表面后即可。
铸造式机头的缺陷主要表现在两方面,第一是需要制作造型用模型和芯模(模型和芯模简称木模),显然其生产周期较长;第二是由于铸造属于热加工的范畴,生产工艺非常复杂,不但加工余量特别大,浪费原材料,而且操作控制不当易造成质量隐患甚至成为废品,在实践生产中也是屡见不鲜的。尤其是造型时型腔、模芯的同轴度偏差大,易造成铸件“错箱”、“飞边”、夹砂、气孔和缩松等缺陷,导致机头两端面的形状位置精度差和内腔工作表面粗糙及凹凸不平等,严重影响机头的加工制造质量等。即使经金属切削加工后,仍不能消除机头两端面的同轴度误差大的弊病,其后果是当坯体挤出成型时,由于坯体条(俗称泥条)两侧挤出成型速度相差较大,导致泥条呈“S型”弯曲前行,即使看起来泥条呈“直线”前行,由于泥条内部存在较大的内应力,当切断制成坯体后,再经后续工序(如干燥及烧结等)时极易产生变形和裂纹等。严重时,甚至泥条刚挤出时就分裂成许多碎块,根本成型不了坯体。
虽然通过优化铸造式机头的结构设计,改善其铸造工艺流程,可有效地减少铸造式机头两端面的同轴度误差及其内腔工作表面的打磨抛光工作量,但仍不能从根本上消除铸造式机头两端面的同轴度误差大及其内腔工作表面粗糙凹凸不平的致命缺陷。即使采用精密铸造工艺可消除此缺陷,但因机头的体积大、结构复杂,其胎模具的设计制造困难,显然其生产费用昂贵。对单件小批量生产方式的机头来说,采用精密铸造工艺也是得不偿失的。同时,考虑到目前广泛应用的Q235-A等普通碳素结构钢板表面平整光洁并且塑性及焊接性良好,又易于采购及成本低廉等。因此,利用Q235-A等普通碳素结构钢板制成板料焊接式机头是消除铸造式机头两端面的同轴度误差大及其内腔工作表面粗糙凹凸不平的最有效地途径。因此,随着科学技术的发展,铸造式机头已逐渐被板料焊接式机头所取代。
2.2 板料焊接式机头
板料焊接式机头就是采用塑性及焊接性良好的Q235-A等普通碳素结构钢板折弯成圆锥筒;然后再用Q235-A等普通碳素结构钢板替代部分圆锥筒成为圆锥――四棱锥组合筒体;最后经焊接、金属切削加工及打磨抛光其内腔工作表面之焊缝表面等制成板料焊接式机头如图2所示。
板料焊接式机头由圆法兰、方法兰及过渡筒(圆锥―四棱锥组合筒体)三部分组成。圆法兰和方法兰可采用24~30 mm厚的Q235-A等普通碳素结构钢板经粗加工(金属切削加工)后制成;过渡筒(见图3)是由6~8 mm厚的Q235-A等普通碳素结构钢板折弯成型及焊接成圆锥筒后,再用6~8 mm厚的Q235-A等普通碳素结构钢板替代部分圆锥筒成为圆锥―四棱锥的组合筒体。考虑到真空挤压成型机常用机头的轴向尺寸接近圆法兰内孔的直径,其圆锥筒的大端内圆直径也等同于机头圆法兰的内孔直径,小端内圆直径则等同于机头方法兰的方孔(矩形)的对角线长度。若以小端内圆中心为机头方法兰的方孔中心并作小端内圆的内接矩形WXYZ(见图3),再以圆锥筒的大端面为基准轴向移动一段距离(考虑到便于施焊及减少焊接变形等原因,常轴向移动50 mm左右),并获得该外圆的大小尺寸,以分别经过小端内圆内接矩形WXYZ的四边及该外圆的四平面交外锥面于P、Q、S、T四点(见图3),即通过P、Q、S、T四点依次与矩形WXYZ的边ZW、WX、XY、YZ做四个平面;然后沿这四个平面利用手工氧气乙炔火焰切将圆锥筒上的多余部分(弧型片),打磨切割边残渣及去除毛刺后;再采用厚度为6~8 mm的Q235-A等普通碳素结构钢板1和钢板2焊接在圆锥筒去除弧型片的相应部位,打磨抛光型腔内、外各焊缝表面,即得圆锥―四棱锥组合筒体,即获得过渡筒;再将圆法兰、过渡筒和方法兰焊接成一整体后获得机头毛坯;最后经精加工(金属切削加工)及打磨抛光各焊缝表面等即可获得板料焊接式机头(见图3)。
虽然板料焊接式机头克服了铸造式机头加工余量特别大、两端面的形状位置精度差(如:同轴度误差大)、夹砂、气孔、缩松 、“飞边”、内腔工作表面粗糙及凹凸不平等缺陷,但其内腔型面是由圆锥形突然转变成四棱锥形,而不是渐变式光滑过渡型腔。按照流体力学中非牛顿型流体的流动规律可知,非牛顿型流体流经非渐变式光滑过渡型腔管路时,其能量损失(摩擦阻力)特别大。假如劈开砖、陶板及空心棚板等扁平形制品挤出生产过程中的泥料,我们可近似地认它为是一种非牛顿型流体。那么,当坯体挤出成型时,泥料流经截面尺寸突然变化(非渐变式光滑过渡型腔)的板料焊接式机头时,泥料所受的摩擦阻力特别大,易造成泥料发热严重,有时甚至恶化泥料的塑性成型工艺性能,其后果是成坯率低、产品质量差、产量低等弊病。同时,理论研究及实践生产经验也表明:消除此弊病的最有效地途径是改善机头的结构设计,采用机头的设计制造新方法――板料折弯成型后再焊接成截面形状渐变式光滑过渡流线形机头――板料折弯式流线形机头。
3 机头的设计制造新方法――板料折弯式流线形机头
通过改善机头的结构设计,利用板料折弯后焊接成一端为圆形另一端为矩形的渐变式光滑过渡流线形压缩筒,再与圆法兰、方法兰焊接成机头毛坯,最后经金属切削加工后及打磨抛光其内腔工作表面之焊缝表面即可获得板料折弯式流线形机头如图4所示。
板料折弯型流线形机头由圆法兰、方法兰及流线形压缩筒三部分组成,其中圆法兰和方法兰是由24~30 mm厚的Q235-A等普通碳素结构钢板经粗加工(金属切削加工)后制成,流线形压缩筒可由6~8 mm厚的Q235-A等普通碳素结构钢板经数控火焰切割机或手工氧气乙炔火焰切割下料后,打磨切割边残渣及去除毛刺后,经板料折弯机折弯成型后制成渐变式光滑过渡流线形压缩筒;然后再将圆法兰、流线形压缩筒和方法兰焊接成为机头毛坯,最后经精加工(金属切削加工)及打磨抛光焊缝表面后即可获得板料折弯式流线形机头(见图4)。
3.1 圆法兰和方法兰的制作
板料折弯焊接式流线形机头的圆法兰和方法兰可采用24~30 mm厚的Q235-A等普通碳素结构钢板制成,常采用数控火焰切割机或手工氧气乙炔火焰切割下料后,圆法兰经车削加工好内、外圆柱面(定位外圆柱面、密封沟槽及端面焊后才能加工)即可;方法兰则经铣削和刨削或铣削和插削内、外型面(端面焊后才加工)即可。
3.2 流线形压缩筒的制作
流线形压缩筒常采用6~8 mm厚的塑性及焊接性能良好的Q235-A等普通碳素结构钢板经数控火焰切割机或手工氧气乙炔火焰切割下料后,去除切割边残渣及毛刺后,再经板料折弯机折弯成型后,最后焊接成一端为圆形另一端为矩形的渐变式光滑过渡流线形压缩筒(见图5),其生产制作过程包括板料的展开下料、折弯成型及拼焊等工序。
3.2.1折弯板料的展开设计――展开图
(1) 尺寸计算
板料折弯成型生产经验表明,在板料折弯成型为渐变式光滑过渡流线形压缩筒的折弯成型过程中,整个圆端是折弯成型的,矩形端仅直角处为折弯的起始处。因此,我们可以采用圆端的中径(即中性面)作为计算尺寸,矩形端的内腔尺寸作为计算尺寸,高度尺寸H按圆端的中径至矩形端内腔型面之间的垂直距离进行计算[1],如图5所示,由此求得流线形压缩筒的展开尺寸计算原理图如图6所示。同时考虑到圆形端展开为曲线,其长度为πD;矩形端展开为折线,其长度为2(a+b)。那么,若将圆形端分为m等分 (为确保展开料的设计计算精度及便于设计计算等,常取m=16), 然后各等分点向邻近的矩形拐角处做连接线即得任一折弯线(如图6所示),求出这些折弯线的实长Ln、矩形端宽边上的高的实长T、矩形端长边上的高的实长W及每等份弧长的展开长度S后,即可做出折弯板料的展开图。
通过求解空间直角三角形可得:
式中:π-圆周率,常取π=3.1416;
m-等份数,常取m=16;
其余代号同前述。
关键词:物流搬运原则;运输路线;运输设备
中图分类号:TU857 文献标识码:A
1 物流搬运系统分析法
1.1 物流搬运的一般原则
1.2 运输路线的种类
1.2.1 直达型:起点到终点路线最短,适用量大或特殊要求的物料。
1.2.2 渠道型:预定路线移动,来自不同的物料统一到达一个终点,适用于布置不规则或较长距离的物料。
1.2.3 中心型:各物料从起点移到中心分拣处,然后再运到终点,适用于物流少而且搬运距离长物料。
1.3 运输设备选择与路线选择
1.3.1 从本厂材料较大、较重,距离近特点出发借鉴柔性原则与连续搬运原则;选择吊车与叉车主要用来装卸来料与整梯装货,车间内选择木架底盘、周转小车、手动叉车、机动叉车、厢板周转架、吊车等搬运工具配合来完成工序间货物流动的,特别重的电梯底盘是配有0.5T吊车专用. 其中厢板周转架可以从半成品连续使用到喷漆再到安装工地节约时间,并防止了搬运上下车时的碰伤,压伤。
1.3.2 路线上:厂内入车间大路有7 m和8.5m,车间1号门(图1)车间内最宽通道12m主要方便大车装卸大面积或型材原材料出入否则用其它门转弯是不够位的,车间内主通道依据需要有12m、6m、与2m宽度并保证转弯位R大于75%车长。
2 电梯钣金车间布置设计
2.1 工艺分析:图1
2.1.1 主要生产部件有:不锈钢或冷板电梯轿厢、电梯底盘、对重架、门头组件、上下梁与直梁、防护栏、地坎、主机承重梁、支承梁、各种固定用的支架、撑件等。
2.1.2 使用主要材料分:不锈钢板、热扎厚钢板3~10mm、冷扎薄板0.6~2.5mm,槽钢、工字钢、角钢等。
2.1.3 主要设备有:剪板机、冲床、折弯机、车床、锯床,钻床另外还需要有辅助设备如焊机、工装、工作台、物料架、叉车、底盘木架、周转车、模具、吊机、厢板周转架等。
2.1.4 所需工序:a)钢板或不锈钢加工工艺一般流程顺序:剪板、冲孔、折弯、焊接(粘接)、喷涂(发外)、装配等工序。b)型材一般工艺流程顺序:锯、打飞边、钻孔(冲孔)、焊接、喷涂(发外)、装配等工序。
2.2 组织形式:依据工艺与现有人员部份工序合并分为四个小组:1)厢板组(主要完成轿厢工序);2)上下梁组(完成上下梁与直梁及地坎);3)底盘底坑组(完成底盘、门头等配件);4)杂件组(负责对重架、承重梁、防护栏、各种支架撑件等)。
2.3 物流设想:依据上述提出的相关原则,根据实际情况基本上按如下思路设计:
2.3.1 主设备分布主要按工序流程顺序与最近原则,如冲床旁边基本有折弯机.即附合就近原则又符合工艺,共用设备尽量置于车间中间,让所有班组使用时距离相关不远。
2.3.2 布置设想:大部份工序均采用物流中的直线形分布或最近原则,同一班组基本同一区域或相近区域;主要生产区域尽量靠近原材料及按工序顺序安排。
2.3.3 辅助设备安置;分配在各个小组内工序区域最近工作位置,主要便于工作,如钻床安排。
2.3.4 人员安排:厢板组8~10人(开料2人、冲床1~2人、折弯2人、焊接装配3~4人);上下梁组3~4人(开料2人、冲孔装配合作工作2人);底盘底坑组3~4人(底盘2人、门头2人);杂件组5~6人;(对重架、承重梁2~3人,防护栏隔壁其它小件支撑2人,1人车工做必要的配件)。目前人员编制约19~24人配置产能一个班8小时约50台电梯/月。
结语
经过几个月的实际生产,在人员与设备不变情况下,新车间经过布置后与原来旧车间相比,产值比原车间增产10%~15%,配件合格率提高了1%,产品与产量都有所提高,取得了一定的效果。如果有需要提高生产能力直接增加人员即可。另车间还有空间发展,能增添数控设备,产量与质量会更上一层楼。
参考文献
【关键词】 数控车床;故障诊断;排除;研究与应用
【中图分类号】G64 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2015)15-00-01
数控车床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床动作数控折弯机并加工零件。
一、数控车床的发展趋势
1、数控车床的功能复合化的发展,其核心是在一台机床上要完成车、铣、钻、攻丝、绞孔和扩孔等多种操作工序,从而提高了机床的效率和加工精度,提高生产的柔性。
2、高速化:提高进给速度与提高主轴转速。高精度化:其精度从微米级到亚微米级,乃至纳米级高可靠性:一般数控系统的可靠性要高于数控设备的可靠性在一个数量级以上,但也不是可靠性越高越好,因为商品受性能价格比的约束。
3、智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化;为提高驱动性能及使用连接方便等方面的智能化;简化编程、简化操作方面的智能化;还有如智能化的自动编程、智能化的人机界面等,以及智能诊断、智能监控等方面的内容,方便系统的诊断及维修。
4、当今世界上的数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是:从点数控单机、加工中心和数控复合加工机床、线FMC、FMS、FTL、FML向面工段车间独立制造岛FA、体CIMS、分布式网络集成制造系统的方向发展,另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段,是各国制造业发展的主流趋势,是先进制造领域的基础技术。
二、数控车床的故障诊断技术
1.数控系统自诊断。数控车床都带有自诊断的系统,这也是数控车床相比于普通机械设备先进之处。这个自诊断系统通常都是在数控车床启动之后,按照设备自带的程序对设备的运行状态、使用性能、控制系统进行诊断,看是否存在故障。如果没有故障,系统会正常启动,数控车床正常使用;如果存在故障,就会通过系统内部与外部的数控连接,显示出状态信息和故障信息。
2.在线诊断和离线诊断。数控车床的在线诊断是利用设备自带的系统,对设备正常的运行状态进行实时的监控,对设备的各种控制器以及控制装置的输出情况进行自检的过程,通过自检可以显示出状态信息、故障信息。离线诊断一般都是在设备出现故障之后进行的诊断,这种诊断主要的目的就是确定设备存在哪些故障、引起故障的原因,并利用科学合理的方式排除故障。
3.远程诊断。随着现代科技的发展,数控车床的设计与使用性能越来越先进,很多数控车床的控制系统都带有网络功能。正是这种功能的存在,给设备提供了故障远程诊断的新方式。也就是说,当设备出现故障而企业的维修人员无法处理,这时,就可以通过设备自带的网络性能连接到设备厂家,设备厂家的技术人员通过远程进行故障诊断,提出排除措施。
(1)主机故障。数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分。主机常见的故障主要有:1)因机械部件安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障。2)因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障。3)因机械零件的损坏、联结不良等原因引起的故障等.主机故障主要表现为传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、机械部件动作不进行、机械部件损坏等等。不良、液压、气动系统的管路堵塞和密封不良,是主机发生故障的常见原因。数控机床的定期维护、保养.控制和根除“三漏”现象发生是减少主机部分故障的重要措施.
(2)电气控制系统故障。从所使用的元器件类型上.根据通常习惯,电气控制系统故障通常分为“弱电”故障和“强电”故障两大类,“弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分。数控机床的弱电部分包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驱动单元、输为输出单元等。
“弱电”故障又有硬件故障与软件故障之分.硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。软件故障是指在硬件正常情况下所出现的动作出锗、数据丢失等故障,常见的有.加工程序出错,系统程序和参数的改变或丢失,计算机运算出错等。“强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。这部分的故障虽然维修、诊断较为方便,但由于它处于高压、大电流工作状态,发生故障的几率要高于“弱电”部分.必须引起维修人员的足够的重视。
四、数控机床常见故障的排除方法
1.直观检查法。直观检查法是维修人员根据对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察,确定故障范围,可将故障范围缩小到一个模块或一块电路板上,然后再进行排除。一般包括:询问、目视、触摸通电。
2.参数更改、程序更正法。有的设备故障可能是由参数设置错误引起的,所以在进行故障诊断的时候,也可以重新对参数进行设置,以便纠正错误的参数设计。还有的故障可能是由系统程序错误引起的,对于这样的故障,就可以对现有程序进行更正,以确保设备的正常运行。
3.初始化复位法。这种方式就是在故障出现后,把数控车床的控制系统进行重启动,重启动可以是利用硬件复位或者是电源开关进行。当重启动无效的情况下,就需要对系统进行初始化恢复,在初始化之前,必须要把系统中需要保存的数据进行拷贝。在初始化仍不能排除故障的情况下,就要对硬件进行修复。
4.交叉换位法当发现故障板或者不能确定是否是故障板而又没有备件的情况下,可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查,例如两个坐标的指令板或伺服板的交换,从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意,不仅要硬件接线的正确交换,还要将一系列相应的参数交换,否则不仅达不到目的,反而会产生新的故障造成思维混乱,一定要事先考虑周全,设计好软、硬件交换方案,准确无误再行交换检查。
5.最佳化调节法。这是一种最简单易行的办法。就是在调节好速度调节器的基础上,保证积分时间准确性,这样就可以让数控车床的动态响应实现较高的性能,最终实现最佳工作状态。这种方式之所以简单,就是涉及到的环节少,只需要掌握示波器的速度或者电流的反馈相应就可以。
自从2011年2月11日博望新区正式成立以来,申学富就没闲过。申学富,现任安徽省马鞍山市博望高新技术开发区(下称博望新区)办公室常务副主任。他不敢闲着。因为博望新区是一个“靠钢吃钢”起来的刃模具乡镇聚集地,一个镇仅注册的工业企业就超过700家。
博望发展起来之后,当地企业同质化和恶性竞争局面没有缓解,他和众多企业主们也认为短期内不可能解决,但却必须有所行动。
2009年8月,马鞍山市提出“1255”城市发展战略,博望镇作为博望新区的核心地域之一,要建设成马鞍山的两个副中心城区之一。因此,博望新区必须依托产业园区带动当地经济转型升级,才可能成为马鞍山的副中心城区。
不管是本地企业的差异化发展,还是政策形势,现在都没有允许申学富停下来歇息一下的条件。
“倒爷”的抉择
今天的博望新区肇始于昨天的“倒爷”们。
“倒爷”是对20世纪80年代出现的一个特殊群体的称谓,他们出现在从计划经济转向市场经济的特殊历史时期。尤其是在价格双轨制时代,他们利用计划内和计划外商品的价格差别,在市场上通过倒买倒卖商品进行牟利。
这个时期,博望镇也出现了一批到南京周岗镇倒卖模具和机床产品并销售到外地获取利润的“倒爷”。周忠礼就是其中之一。不过,在“倒爷”开始普遍流行的20世纪80年代末期,他已经开始规划人生的下一步路。
在周忠礼30多年的“倒爷”生涯中,他倒卖的是剪刀、木工刀具。回乡创业时,他也还不清楚自己要开厂做什么好。经过一番思索,1989年,周忠礼建立了博望镇第一家机床厂――上海博望机床厂。周忠礼的大儿子,当年21岁时就跟着父亲在该厂做学徒的周敏对《中国经济和信息化》说:“因为博望镇生产刀具、模具,没有一个主机厂,所以我们开始生产主机,这是一个机会。”
不过,周敏所说的主机也只是切削工具、折弯和冲压机械而已。这便是博望新区今天的第二大工业产业――机床业的开始。
创立上海博望机床厂时,周忠礼只是一腔热血,并不是“万事俱备,只欠东风”,其中最为关键的是技术人员匮乏。周忠礼只好从上海请了几位熟悉的工人过来加盟,这也是为何他的公司还得加“上海”两字的原因。
但是,与其说周忠礼创建的是一家工厂,还不如说是开办了个小作坊。周敏告诉本刊记者,那时候的厂房面积很小,只有3亩地,“每个月只能生产两三台折弯机。”
这样的现状持续了有几年。2000年后,周忠礼开始扩大自己的生产规模(此后几年,博望镇诞生了几家能够撑起机床行业门面的企业)。他在314国道边上又选了个地方兴建了一个厂房,即更名后的安徽省威士顿机床有限公司(下称威士顿)。
2010年11月份,已经和弟弟扛起家业的周敏决定再次扩大规模,包括扩建5000平方米的厂房和一座堪称博望镇最为气派的民营企业办公大楼。
周敏虽然已经从父亲手上接过了公司管理的大棒,但博望人对他却有不少负面评价。
周敏心有不服。厂房和办公楼的建设就是他要改变博望人对他看法的寄托。周敏要把新厂房彻底改观,办公大楼也一改博望乡下建筑的风格。“今年底包括装潢全部结束,全部是玻璃幕墙。”周敏很自豪地说。他希望客户无论对公司的工作环境、生产环境,还是数控生产设备都挑不出毛病。
尽管如此,威士顿并不是博望新区发展得最好的机床公司,其总资产只有4000多万元,2010年销售额也只有6000万元。晚于威士顿十多年才创立的安徽中德机床股份有限公司(下称中德机床)总资产达到1.2亿元,马鞍山市中亚机床制造有限公司(下称中亚机床)的总资产达到1.8亿元,两家公司在2010年的销售额均超过了1亿元。
小镇纷争
中德机床和中亚机床作为后起之秀,已经在博望镇的机床公司中脱颖而出成为领军企业,但仍然避免不了受到同行恶性竞争的影响。这是申学富现在要考虑的重要事项之一,即通过建立高新区来规避同行之间的恶性竞争。
在博望地区,现如今聚集了700多家注册工业企业,仅近两年就增加了200多家。对此,从巢湖到马鞍山任公职的申学富已经认同了博望人的乡土观念,他认为这是博望人积极发展企业,竞争意识强的结果。“博望的企业不断地在增加,但没有一家亏本的,都是在不断的发展,只是发展快慢的问题。”
而区域位置好,是博望人认为他们能够发展到今天的另一个前提。博望镇位于当涂县最东端,处于南京一小时都市圈范围内,是安徽省通向苏浙沪等长三角地区的一个重要门户。申学富对《中国经济和信息化》记者说:“北边有横山,南边有石臼湖,从环境上说,这个位置还是不错的。”
2008年的金融危机影响了很多东部企业,对博望地区的企业影响却很小。申学富说:“博望企业的发展火爆得不得了,没有哪个厂家停产,只有招不到人的情况。”
不过,作为博望镇第二大工业产业,虽然只有50多家的机床行业,因为产品多为金属板料的剪切、折弯和冲压机械,在这个面积只有133平方公里的小镇里,恶性竞争问题存在已久。
对于博望镇行业之间恶性竞争的现象,不管是在博望当地人还是在外地的博望人看来,都觉得已经到了一个很严重的地步。申学富告诉本刊记者,同业之间互挖工人、恶性竞价方面屡禁不止。
对这点,年近半百的周敏深有体会。十年前,博望几家稍微大点的机床企业威士顿、中德机床和中亚机床试图挂靠在马鞍山机床工具制造业协会下面成立一个商业联合会,专门来避免博望同业间的恶性竞争。
不过,尝试失败了。谈到这个问题时,一开始还不愿意接受本刊记者采访的周敏有些激动起来,他说:“我们成立一个商会,到现在基本上都没成功。当时成立这个商会目的是管理员工流动、融资等问题,比如说几家企业互相担保到银行去融资,但都没有落实下来。”
为什么会这样?博望的企业家有着一些共同的认识:他们不愿意看到自己从零开始,艰难创建起来的企业被他人“兼并”,哪怕联合起来对自己更有利。因为他们已经把企业看做是自己的子女,企业是其无法被割舍的心头肉。
博望镇,与温州有些相像,但博望的企业家要远逊色于温州的企业家。一位在外的博望人这么评价两者的区别,“博望人善于竞争,但却是恶性竞争,窝里斗,抢客户,互相压价,丢了利润,坏了声誉;温州人也善于竞争,但却是对外的竞争,内部相当团结,共同做大市场。”
周敏很认可这个评价。他甚至认为,随着时间的推移,博望新区的机床业是必然要洗牌的,“市场要发展壮大,肯定要有领导者,要有被淘汰的企业。这就要经历洗牌,技术含量不高的企业肯定要被淘汰。”
升级之困
其实,作为博望新区历史最老的机床企业威士顿,已经意识到了技术升级的必然性。只是因为缺乏尝试的勇气和胆识,每增加一家机床企业都还是限于生产既有企业的产品种类。
作为博望新区机床产业的龙头企业,中德机床算是典型。其生产的机床产品包括各类普通及数控折弯机、剪板机、压力机、三四辊、卷板机、联合冲剪机、切角机、刃模具配件。让原来的传统产品数控化,是博望镇几家机床领头羊都在做的事。
对于博望新区这块民营企业繁衍胜地来说,信息化是副总经理郑小平给中德机床带来的另一种思维革新。这是博望新区其他机床公司所望尘莫及的。监控器的多元化利用就是一个很好的例子。监控器的正常用途就是监控员工是否偷懒,公司产品有无被偷窃等,但郑小平让监控器发挥了它本应有的录像功能,即把机床产品的生产过程记录下来给客户看。
当然,客户更为关心的还有货物装柜过程中是否会发生意外,“有些客户会飞过来看一下,货怎么装,会不会把油漆刮掉。”但如果客户不能到现场来监督装柜,那郑小平就会把监控器全程监控的录像给客户观看。
不过,中德机床产品生产和产品装柜的录像并不是随便什么人都能看到的,郑小平有些狡黠地说:“这涉及到我的一些机密,我给客户看也是有有效期的,过了这个有效期就是无效的。”
尽管如此,郑小平所做的并不能改变博望机床业恶性竞争的现状,只是尽量减小中德机床自身因此而受到的影响。
作为政府官员,申学富与企业家的着眼点是不一样的。企业家是想把自己的企业做大,申学富是想按照高新区的规划把博望产业园区做起来,并改变博望同质化、恶性竞争的现状。
企业家们虽然也早意识到了这个问题,但却至今没人能够振臂一呼而追随者众。因此,正如周敏所预言的,如果博望新区的机床企业无法顺应形势让公司转型升级,那么,它面临的不仅仅是在洗牌过程中被淘汰掉,更可能面临高新区的产业调整而被迫关闭。
根据马鞍山市博望新区的总体规划方案,博望新区将立足自身产业基础和特色,加快提档升级现有制造业(刃模具、机床制造、汽车零部件、冶金压延、优质锻造),并紧扣皖江城市带承接产业转移示范区国家战略,以先进制造业为优势基础,以高技术产业为方向,契合组团式承接产业转移的时机与要求。
从这个意义上说,博望现有的机床产业企业必然会清除掉一批规模不大、生产能力不强的企业。申学富说:“现有产业的产品质量、市场占有率、出口等不是那么有序,成立高新区的首要目的,就是对现有产业进行整合、提升、转型。”
而从整体规划上来说,博望新区还将借助南京禄口空港经济区空港品牌效应,顺应空港地区圈层式产业发展规律,重点发展临空指向的新兴产业(电子电器、新材料、新能源和创意研发产业等),加快发展横山周边、环石臼湖地区服务空港的旅游休闲产业(航空农业、观光农业,影视文化产业)。
目前,三力实业主营产品包括轨道交通不锈钢产品、ATM柜员机外壳及各类精密钣金、冲压加工,广泛应用于轨道交通、金融、通信等行业。像三力实业这样典型的钣金制造企业,经过下料、切割、折弯等多道工序加工成各种不锈钢产品,对生产任务的进度、工序的流转管理十分粗放,无法实时掌握生产信息,流程不清晰、进度无法掌控,直接导致交货期无法把控,这对于采取接单生产模式的三力而言是个不得不解决的难题。
携手鼎捷 内部管理升级
从2015年开始,三力实业就携手经营视角管理软件E10开启了一番全新的内部管理升级。目前,通信、钣金、精冲三大事业部全部统一上线成功,从早期深入一线的调研规划,到上线过程的攻坚克难,再到当前的运营提升阶段,E10借由经营视角大放异彩。
多年来,三力实业已初步形成独立经营的多事业部多工厂模式,随着业务量的增多,内部管理开始跟不上快速发展的节奏,如交易账务凌乱、订单准交低导致订单流失、集团内部控制失衡、高库存多呆滞等。
充分考虑企业的管理需求与现状,三力实业从集团内控管理能力、订单准交率、库存周转率等方面入手,练好内功,巩固盈利。在此基础上,双方决定重新进行整体系统规划,构建统一平台,实现业务财务一体化,进行内部财务核算。
与此同时,确立本次E10项目的三大高阶议题。一是设立事业部及分工厂核算,提升集团内控能力,建立阿米巴模式;二是提高计划效率、实现生产过程完全掌控,充分了解各环节的生产进度,提升订单交付能力,减少订单流失;三是减少库存持有天数,提高企业现金周转效率,降低库存同时提高企业利润率,让三力实业稳步健康发展。
专注管理需求
了解需求,是为了更好地解决需求。如果说充分了解是建立战略合作的前提,那么对症下药逐一改善,为三力实业带来更多的订单交付就是战略合作的实质内容。
第一,提升集团内控管理能力。原先系统架构,无法支持集团模式的多公司、多工厂之间的管理,整体信息化水平仍然停留在于打单系统,只能做最基本的进销存生产管理。但内部账务无法进行自动分部门统计、追踪,尤其是事业部之间结算不清,集团整体效益欠佳,集团“大锅饭”难以应对“僧多粥少”的发展困境。
借助E10,借由阿米巴经营模式支持集团扩展,切合公司发展实际,利润中心得以实现。此外,事业部之间的供求服务关系清晰可见,单据可追溯性增强,数据收集也更为容易,内部产值更是由原来的100万元提升至500万元。
第二,提升总体交付能力。原计划模式未将客户订单分发到采购员和生产部,生产计划和采购计划不协调;对钣金行业如何实现快速生产移转,如何及时了解生产过程并掌控分析没有具体的应对机制;生产物料齐套性差,经常出现停工待料;自行计划外生产,导致半成品积压过多,而订单却无法及时交货……
对此,项目组先是着力提升计划能力,理清事业部之间物料内部供应关系,提升计划运算速度,实现快速排单;再者,加强计划执行能力,重建工艺管理规范,建立快速工艺反应速度;随后从整体把控上提升订单进度掌控能力。改善后,采购物料准确性提高很多;工艺委外工作效益纷纷改善提升,总体交付能力大大提升。
第三,提升库存周转率。降库存是所有制造型企业追求经营改善的必经之路,库存之压力,稍不注意就让人喘不过气来。三力实业就曾有过在月销售产值低至1500万元的情况下,库存却高达1900万元的骇人听闻的实际经历,原材料库存占比非常大,库存分析也显得异常困难,如何提升库存周转一直是三力实业的心头病。
然而,降库存还得从计划与工单管控、生产用料挪料抓起,进行物料齐套分析,建立工艺领料控制流程,分析库存结构与库龄,严格把控每一过程环节,确保合理准确采购原材料。如今,三力实业的库存改善颇为显著:采购物料准确性得以提高,月销售产值从1500万元提升至2314万元,库存周转得以有效提升,库存周转从原来的50天降至目前的40天,随着E10的深化运用,相信库存还会继续降低。
从前端到后端,贯穿全流程的优化提升,让信息实时传达,让数据可追踪可追溯,而这一切都是为了交付。提高订单达交率,提升客户体验,在崇尚以个性化服务、消费端为主导的时代显得尤为重要。
良好的订单交付能力更是制造型企业得以持续健康发展的大前提,无论是信息化还是管理模式上的诸多转型探索,都应该在关乎企业生死攸关的订单达交方面有所稗益。而透过各项关键指标数据来看,目前E10在三力实业的逐步深入应用已初步显现整体效益,譬如生产环节更加可控,各环节效率的提升等。最明显的是订单达交率由从前的50%提升至目前的96.7%,而随着后续的加深应用,该指标仍有进一步提升的空间。
友好合作 迎智造未来
继E10项目效益日渐凸显,三力实业召开一期项目总结会议,旨在对旗下通信、钣金、精冲三大事业部取得的阶段性胜利进行总结汇报。会上,除对一期项目的成功上线表示肯定之外,更是基于智造转型的实际,对如何展开长远的战略合作进行讨论与规划。
三力实业与鼎捷并肩携手,双方的“联姻”不仅成就了业内的又一桩佳话,也进一步证实了产业转型时代下战略合作的重要性。值得庆贺的是,本次三力实业E10项目的应用效益也得到了业界专家的一致肯定,荣获鼎捷2016年度“最佳应用效益奖”。
从长远规划来看,企业借助信息化工具,参透其中的管理思想,是一条没有止境的求索之路,E10上线应用之后,双方的战略合作将进入下一个维度,从点到线再到面的系统化提升,离不开战略合作伙伴源源不断的支持与协助。
首先,三力实业非常看好条码系统的引进,既可启用工艺条码实现快速移转,进销存管理亦可启用条码管理系统,追踪整体物流控制,完美解决三力实业在制造端的迫切需求;而目前正在实施推进的PLM集成,将为三力实业带来安全、及时、可控的产品生命周期过程信息管理,协助企业加速投资回报,驱动创新,降低成本,提高质量和确保有效控制,进一步缩短产品面市时间,更是有利于支持行业标准与规范。此外,三力实业还计划透过OA启用电子签核,实现无纸化办公,并借助APS自动化排程系统,将生产现场管控能力提升到一定程度。