发布时间:2023-07-05 16:21:16
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[关键词]数控仿真软件;数控机床;教学实践
中图分类号:H319 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0227-01
主要内容:
工业化和自动化已经成为制造生产领域的发展主题,随着智能加工理念和自动化加工需求的不断深化,以数控机床为代表的新一代自动加工设备开始在制造业中普及开来。我们可以看到数控机床在集成了柔性加工、多维加工、曲面加工和多轴联动等最新加工技术的同时,还兼容了数字编程和辅助设计等功能,这使得每一个数控机床都能成为一个不同规模的加工中心,满足不同的加工需求。但是正是由于数控机床的功能多样性,使得数控机床的操作要求十分严格,操作者不仅需要具备扎实的机械加工基础知识和操作技能,还需要对数控编程技巧、数控加工技术原理和加工工艺制定等具备一定的知识储备,这就对当前的数控机床操作人才的培训模式提出了很高的要求,如何进一步强化数控机床操作人才培训的有效性和成材率,这将是本文要集中探讨的话题。
一、数控仿真软件概述
从技术层面来看,数控仿真软件集成了虚拟现实技术和计算机图形学技术,并且能够实现虚拟现实的数控机床操作试练。虚拟现实技术通过量化实际系统的系统参数、系统环境、声光电等现象,能够真实的还原系统操作环境,给与操作者以极高的真实体验;可以对设备进行操纵,可以查看生产过程、实验过程、施工图过程、供应过程等活动的各种技术参数的动态值,从而确认现实系统是否有能力完成预定的任务和如何去完成,也可从中发现运动过程的缺陷和问题,予以改进。
目前来看,数控仿真软件主要包括了两种,一种是模拟数控机床加工环境和加工过程的虚拟数控机床仿真软件,另一种就是以零件设计和加工程序为主线的CAD/CAM一体化软件。数控机床仿真软件能够让操作者快速熟悉数控机床的结构组成、工作流程和操作要领,通过外接数据库,能够对当前主要的数控机床进行针对性培训,效果十分突出;零件加工仿真软件则将重心主要集中在零部件设计、零部件加工工艺设置、数控加工程序编制等环节上,目前常见的零部件仿真软件主要有solid edge、Pro/engineer、MasterCAM、Solidworks、CAXA等,这些仿真软件能够让操作者快速熟悉机械加工过程,培养机械专业技能。
二、数控仿真系统在数控机床教学实践中的应用
在目前的数控机床操作人才培训中,主要也是针对上述两种仿真软件形式,进行针对性极强的教学实践培训,详细应用内容如下所述:
1)数控机床仿真软件在数控机床实践教学中的应用
数控机床仿真软件是基于虚拟现实系统平台而搭建起来的操作系统,它可以在虚拟现实数控机床数据库的支持下,完美的再现当前主要数控机床的结构组成和工作环境,在数控机床的教学实践过程中,首要科目是要熟悉数控机床的结构组成,受到经济条件的限制,多数数控机床加工学校很难对当前的各种类型的数控机床进行现场拆装,数控机床仿真软件中的模块分解过程能够实现全息装配过程,仿照真实数控机床零部件尺寸,进行的实际工业化装配流程的演练,能够进一步加深学生对于数控机床的进给系统、多轴联动系统、曲面加工系统的空间形象的理解;其次是典型加工工艺的教学实践,数控机床仿真软件能够对工件毛胚定位、工件装夹、夹具工作原理、压板安装流程、加工基准对刀原则、刀具安装和选用规范、机床手动操作和自动操作指令条码等,进行逐一的繁复讲解,而且允许学生在课后进行温习和尝试;再者是完善的图形数据和加工标准数据库资料,使得学生可以在仿真软件自带的典型数控机床编程程序的指导下,进行实际编程,并且在虚拟加工平台上,对自定义的工件进行工艺设定,并且检查加工工件的尺寸误差和质量达标情况;该仿真软件系统结合自动化考核系统,能够实现教学、实践和考核一体化的培训模式。
2)零部件加工仿真软件的教学实践应用
熟知零部件的造型原理和加工工艺流程是保证数控机床操作者能够进行复杂加工过程的技术基础,零部件加工仿真软件为学习者提供了一个高仿真度的零部件数模设计,包括了曲面造型设计和参数化设计这两种主要的形式,对于简单曲面造型和复杂曲面的造型原理都能有一个清晰的理解过程;其次是对零部件加工工艺的熟悉过程,工件加工的第一道工序是要进行基准对刀,不同的零件对刀的原则和位置选择都大相径庭,比如轴对称零部件、杆件、板件、螺旋件以及内内孔加工等等,这都需要学生们在平时的学习过程中熟练的分析不同类型零部件的加工工艺选择准则;再者是对数控加工刀具的走刀过程和走刀程序进行针对性的讲解,这种直观的培训模式有助于学生养成数控加工思维,结合实践性极强的零部件金工实习,使得学生们在自己动手加工典型零部件时,对于零部件造型保持的关键性因素、令不加加工失效的主要原因以及加工过程的重点注意事项都能有一个直观而且亲身经历的过程,经过这种培训模式所培养出来的数控机床操作人才将兼具专业知识背景和机床操作技能,能够适应快节奏、高技术含量的操作需求。
总结:
随着自动化技术和机械加工技术的不断发展,数控加工已经成为机械加工领域使用最为广泛的技术形式。数控机床的使用需要一定的专业知识背景和操作编程经验,相关操作技术人员已经成为当前机械加工市场的稀缺人才。本文概述了数控加工仿真系统在数控机床教学领域的应用现状,并就完善数控仿真软件的教学价值提供了新的思路。
参考文献
关键词 数控机床;维修改造;问题;解决措施
中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)119-0104-02
0 引言
随着经济的发展,数控机床在现代企业中的应用日益广泛,促进了我国企业的生产和发展,但是在我国数控机床的维修改造中还存在着许多问题,在数控机床设备的改造维修上存在着维修质量差、技术含量低,维修人员缺乏专业的维修技术,在数控设备上以依赖进口导致了成本高的现象,数控设备在使用的过程中出现故障,要依靠外来的力量进行维修,导致了给企业带来了不必要的维修资金浪费。所以,面临着当前我国数控机床的迫切需要,为现代企业的发展提供更多的数控机床维修改造的专业技术维修人员,建立强有力的维修队伍,实现企业数控机床设备的自检自修,提高企业的经济效益和企业经济进步发展。
2 数控机床维修改造中存在的问题
2.1 数控机床维修改造缺乏安全的操作环境
在现代企业的数控机床维修改造中,操作人员没有对施工安全要求进行施工作业或预防控制装置,对可能引起的电器烧毁的现象没有按照规定进行电器断路装置设置。在数控机床的维修改造过程中,元件的改造后,机床缺乏安全的保护措施,对工作中的设备造成了损坏。
2.2 电源的使用带来的安全隐患
在数控机床设备的使用中,机床的维修和改造是常见的现象,维修改造人员对设备进行维修改造后,为了方便改造后的机器够能促进设备间的生产引线连接,相应的增加了设备的元件,但是并没有按照常规的走线方式进行操作,没有切断电源的开关进行引线,造成了维修改造工作缺乏安全保障,严重时还会出现引电事故,造成设备的损坏和人员的伤亡,严重的影响了现代企业的发展。
2.3 数控机床技术人员的素质低,规范意识差
数控机床维修改造人员在对设备进行安装和使用过程中,因缺乏专业的技术知识,标准的操作意识的问题,在设备的使用和安装过程中没有按照操作的要求进行,导致了数控机床设备容易出现安全事故,对于在维修改造过后的数控机床设备中,没有进行相对应的器件标识,在发生故障时,很难对故障进行具体来源的确定,对数控机床设备的维修、改造和使用造成不利。
2 数控机床维修改造的要点分析
在数控机床的设备维修改造中,对于不同型号的机床设备的传动方式不尽相同,在中大型的数控机床中,一般情况下是具有齿轮变速的传动方式,数控机床的导轨具有较好的耐摩擦和磨损的特性,避免有因减少摩擦力阻力导致的的死区。对于进口的数控机床设备,设备的元件在使用长时间后,还具有良好的性能和参数稳定性,在针对进口的数控机床设备维修改造中,不建议对设备电气做较大的改动,设备零件的应用直接影响到设备的精密度,在对设备进行维修改造完成后,要对数控机床设备进行性能调试检测,保证设备符合验收的标准。
3 数控机床维修改造的问题解决措施
3.1 建立规范的数控机床维修改造准则
加强数控机床维修改造的标准建立,并且规范维修改造的准则,在对数控机床的使用和检查中要严格的准守数控机床维修改造的准则,对故障进行先观察后动手,采用专用检测设备对设备进行检查,运用合理的经验结合数控机床维修改造准则进行设备的维修和改造。
3.2 培养专业的维修改造人员
维修改造专业人员的素质在很大程度上决定着现代企业的发展,在面临数控机床出故障时能够很好的进行维修和改造,有利于我国现代企业的发展,所以加强专业维修人员的培养具有非常重要的现实意义,促进企业建立专业化的数控维修改造机构,在企业的维修改造部门中,可以将具有较高的专业知识和素质的维修改造人员参与到维修改造人员的培训中,对维修改造人员进行定期培训,提高维修改造人员的故障检测能力和维修改造能力,巩固维修改造人员的专业知识,提高专业形象。
3.3 建立维修改造协作网
面临着当前我国数控机床设备市场现状的千姿百态,不同的设备生厂商生产的产品不尽相同,这对数控机床的维修改造人员的维修改造工作带来了巨大的困难,为了能够减轻维修改造人员的工作负担,维修改造协作网的建立十分重要,在设备的使用上采用统一型号的数控机床,并且与数控机床生产商建立友好的关系,与生厂商进行交流,在维修改造人员方面进行互相帮助,而且企业之间要进行多沟通交流,收集设备集料,对维修改造工作提供帮助,实现企业之间的取长补短,发挥合作共赢的作用,为维修改造人员提供良好的维修改造背景环境。
3.4 掌握好数控机床的整体结构,避免故障的发生
在数控机床中为了避免故障的发生就要在根本上杜绝机床机械设备的故障发生,所以在生产设备中要吸取经验完善数控机床生产的技术,生产出高性能、高精密度的数控机床设备,对设备的结构进行熟练的掌握,在设备发生故障时,能够及时的找到故障原因并且进行维修改造。
4 结论
总而言之,随着经济水平的提高及现代应用技术的快速发展,数控机床技术在发展中发挥着重要的作用,对现代企业的生产和发展做出了重要的贡献。但在数控机床的维修改造中存在着许多问题,是一项困难的工作,想要在维修改造过程中消除故障,不仅要有专业的理论知识和技术扎实的维修改造人员,同时还要具备有丰富的维修改造经验,对维修改造人员进行定期的培训,提高维修改造人员的专业知识和技能,为现代企业的发展提供更多的数控机床维修改造的专业技术维修人员,建立强有力的维修队伍,面对数控机床设备产生的具体问题进行具体的理论分析和维修改造,灵活的处理好故障问题,消除数控机床设备的故障,实现企业数控机床设备的自检自修,促进我国数控机床的发展,提高企业经济效益和经济发展。
参考文献
[1]孟永梅.数控机床维修改造中的问题与对策研究[J].工业技术,2014,1(28):83-84.
关键词:数控机床;复杂工件;问题及建议
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.024
目前我国在机床工作中,数控技术被广泛应用。相比于手控机床,数控机床其适用范围非常普遍。在对数控机床进行应用时,基于特征的复杂工件是非常重要的加工零件,因此技术工作人员必须要对复杂工件进行充分具体的了解并加强研究。
1 数控机床的总体构造和特点
随着经济和科技的快速发展,我国企业越来越重视工件的质量和产出率,而与工件质量和生产密切相关的是数控机床。数控机床的构造和工作原理,对大多数人来说是比较陌生的,然而对技术人员而言则是极其熟悉的。从其总体构造而言,计算机数控装置是最为重要的一个部位,该位置能够对工件加工的尺径和数据充分设置,保证工作有效落实。除此之外,操作面板的作用和地位也非常之高。数控机床在工作过程中需要工作人员的实时操作,如此方能保证机床的稳定运行,操作面板则是通过控制数控操作全过程,保证工件顺利完成。另外,数控机床构造中海油辅助装置以及电气回路等装置。虽然数控机床和手控机床相比较为复杂,但是其能提升运行效率,因此被广泛应用。从其特点而言,数控机床工作效率很高,工作人员先设置好程序,再手动上好工件,只需要按一下按钮即可让机械自动工作了,工件成品的质量也很有保证。此外,数控机床还有整洁和干净的特点,在过去应用手工机床过程中,工作人员要实时的对机床进行油洗,防止锈蚀产生。而数控机在工作中产生的屑直接掉到槽内,极大降低了垃圾碰撞的情况。另外,在数控工作中,工作人员不会沾染油渍。
2 基于特征的复杂工件数控加工关键技术
数控机床对于复杂工件的加工,能对其特点进行很好的诠释。很多复杂工件的特征极其模糊,并且还具有极高的加工难度。复杂工件往往凹凸不平而且大小又不对称,数控机床对于复杂工件的加工,就是应用机床的主轴来带着这些复杂工件做旋转运动,最终使复杂工件得以加工成型。数控机床对于基于特征复杂工件的加工,主要是按照复杂工件的个性需求,先对其所需的型号和尺寸加以设置,将其所需的尺寸通过数字形式输入到数控机床的计算机控制器和控制面板上。工作人员在规定条件下操作,完成对复杂工件的加工。基于特征的复杂工件加工作为数控机床的核心加工技术,不仅能降低企业的经济成本投入,节省技术人员的时间成本,而且能够加快工件生产的生产效率。
3 基于特征的复杂工件数控加工关键技术的不足之处
现如今,技术人员对数控机床的应用熟练程度已经达到了很高的水平,数控机床对基于特征复杂工件的关键加工技术也有了相当广泛的应用。然而,在加工的的关键技术方面,仍会出现一些比较困难的问题,虽然这些问题并不严重,但是因这些问题所造成的损失往往很大。如果想要解决问题,就要追根溯源,找到问题产生的根源所在,所以我们就要清楚的了解数控机床对基于特征复杂工件加工所存在的问题,而数控机床的构造和工作原理就是这些问题的根源所在。科技的发展日新月异,数控机床的质量是否达标,也需要长期的实践才能得以确认,以免在加工生产和工件使用中出现重大的问题。在加工一些复杂工件的零件时,加工的技术难度非常大,在技术人员操作的过程中难免出现一些问题。例如,在加工复杂工件过程中,工作人员必须要做好针对复杂工件的装夹工作,之后利用数控机床的主轴旋转,对工件加以车削,最终使工件得以加工完成,而对工件的装夹和车削最容易出现问题,由于操作的力度不够,会导致复杂工件的安装位置不准确,影响工件的最终成型。操作人员的技术水平不足和失误,也常常会导致工件加工的最终尺寸不标准或质量不达标,造成财、物的损失。因此,必须重视上述问题,并寻求解决办法,以减少损失,从而达到增加效益的目的。
4 基于特征的复杂工件数控加工关键技术的改进措施
数控机床对基于特征复杂工件加工所存在的问题,极大的影响了对数控机床技术的应用,这些问题是当前必须要解决的。针对这些问题,必须做出相应的改进措施或解决办法,并最终应用于数控机床技术之中,最终达到减损增收的目的。其一,针对复杂工件加工过程,在加工之前,工作人员需要对复杂工件、数控机床的车刀和车架进行检查和勘测,检查合格之后方可进行基于特征复杂工件的加工,从而使问题发生的概率得以降低。其二,工作人员要在数控机床出厂之前对其进行仔细的检测,并对其功能进行逐一测试,以减少出厂使用后的错误发生。其三是针对数控机床操作人员问题,需要在选拔时就考虑操作人员的细心问题,聘用一些技术熟练,工作细心的技术人员,并且在上岗前,进行岗前在培训和测试,以检验技术人员的水平是否能达到标准,在技术人员上岗之后,要定期的对技术人员进行技术培训和素质教育,要使技术人员不仅在技术层面达到精通,而且在工件的加工过程中也能达到细致和耐心。企业要极强对考核制度的健全和完善,做好奖罚措施,将工作人员生产的产品的验证结果和其薪酬挂钩,从而促进其提升个人技能。企业也要加强管理制度的建设,做到对基于特征复杂工件加工的全过程管理。
5 总结
现如今我国工厂生产逐步实现了自动化和智能化,手工机床逐渐被数控机床所代替,发挥了良好的效益。基于特征的复杂工件因其特征明显,加工复杂,应用数控加工关键技术非常具有必要性。企业在复杂元件生产时一定要加强管理和检验,做好质量控制,加强职工培训,为基于特征的复杂工件数控加工质量提供保证。
参考文献:
[1]周奎,曾祥录,陶华.工件旋转与刀轴摆动数控加工关键技术研究[J].机床与液压,2010(14):3-5.
[2]邓朝晖,刘战强,张晓红.高速高效加工领域科学技术发展研究[J].机械工程学报,2010(23):106-120.
[3]杨志红.基于反求工程的复杂曲面数控加工关键技术的研究[J]. 机械制造与自动化,2008(04):98-100.
关键词:数控机床;故障检测;维修
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)30-0070-02
最早出现的数控机床是1952年美国麻省理工学院与美国帕申斯公司合作研发的立式数控铣床;随后在1954年美国本德可斯公司研发了世界上第一台工业数控机床,发展到今天的数控机床已是第六代。数控机床向着高效、快速、精确和可靠的方向不断发展。我国的数控机床研究始于20世纪50年代末,经过几代人的不懈努力,我国的数控技术有了很大的进步,在国际市场上有了一定的竞争力。数控机床自身的设计缺陷以及可能出现的意外故障,使得数控技术的应用尤其的重要,数控机床的故障检测和维修成为人们关注的焦点。
1 数控机床出现故障的原因
1.1 数控机床自身的设计缺陷
虽然数控机床具有结构简单、生产成本低和技术成熟的优点,但是也存在一些自身的设计缺陷。
1.1.1 当今世界大部分国家使用的数控机床所采用的都是不具备通用性的CNC系统。由于CNC系统不具备通用性,增加了数控设备维修保养的投入,使数控系统更新慢,在一定程度上限制了CNC数控系统的持续开发,使用周期长,不能顺应数控产品科技进步的趋势。
1.1.2 数控机床各控制系统之间的相互操作性很差,完成系统集成的难度很大;操作方法不一样增加了企业对员工的培训费用。
1.1.3 CNC数控技术采用封闭式的设计理念,出现故障只能由生产厂家进行维修,维修周期长且费用高。
1.2 数控机床机械部件故障
进给传动系统、主传动系统、箱体、回转工作台、底座和刀具交换装置共同构成了数控机床的机械部件。底座和箱体属于支撑部件,一般情况下工作状态稳定,很少出现故障;回转工作台和刀具交换装置具有自我诊断功能,不会出现大的故障;最容易出现意外故障的就是进给传动系统和主传动系统。
连接件、导轨、轴承和滚珠丝杆螺母属于进给传动系统;而主传动系统包括主轴、轴承和传动齿轮。进给系统容易出现滚珠丝杠噪声和导轨移动部件运动不良的故障现象;主传动系统容易出现主轴噪声和主轴发热的故障现象。
2 数控机床检测原则
2.1 由表层到内部
数控机床故障通过机床机械部件发生异响、电路出现火花和烧焦气味等表层的现象反映出来,维修人员对数控机床的检修要从表层出现的问题着手,进行深入的检查研究,并找出故障发生的环节。维修人员根据故障出现的表层现象缩小排查的范围,逐一检查可能出现问题的部件。
2.2 保持冷静
数控机床出现故障时,维修人员要保持冷静,不可以出现慌张不知如何处理的情况,也不能盲目地进行数控机床的维修。维修人员在对数控机床进行检修之前,一定要详细询问数控机床操作人员数控设备出现故障的经过、故障发生后的状态以及当时的操作流程。维修人员检修时一定要记得关闭数控设备的电源以防出现意外事故,确认无危险后才可以进行通电后的检测。维修人员要熟练掌握数控机床说明书的内容,了解数控设备的各种运行机制。
2.3 遵照检修顺序
虽然数控机床的自动化程度很高,但仍属于机械加工设备,机械部件出现故障的频率比较高,且容易察觉,维修人员在进行检修时先检查机械部件,再进行数控部分的检测。数控机床出现的故障较多,复杂多变时,要先解决简单的故障问题,简单问题的排除在一定程度上可以降低复杂故障的难度系数,对解决复杂故障有很大的帮助。
2.4 操作规范化
维修人员在进行数控机床的检修时,维修的操作步骤一定要符合要求,不可私自更改。元器件的拆换要科学、合理,不可凭自己的主观想法私自更换,降低器件的使用效率。拆卸元器件时要使用专门的吸锡器或者吸锡绳,不可以强行硬取。在拆线路板时一定要记清楚线路板的位置、对应的电缆序号以及固定线路板的螺丝位置;线路板的焊接不可以破坏整体的阻焊膜,只允许刮开焊接点的阻焊膜;线路板上的印刷线路不可随意切断,印刷线路比较密集,容易误切其他的线路;测量线路的组织时需使用红、黑表笔,并将阻值大的数据作为参考。
3 数控机床故障检测具备的条件
3.1 技术人员
数控机床故障检测和维修的效率和质量与数控机床维修人员的自身素养和专业技能有着密切的联系。数控机床的维修人员的知识面要非常的广,不仅精通机械维修方面的知识,还要掌握计算机技术和自动化技术等相关方面的知识;强烈的责任心和良好的职业道德修养是数控机床维修人员必不可少的;数控维修人员定期地接受技术培训,并通过实践不断地寻找科学、合理的诊断技能和手段;维修人员要熟练掌握各种数控机床维修过程中各项仪器和工具的功能和使用方法,在实践中充分借助各种仪器和
工具。
3.2 物质资源
企业要备有数控机床的各种专用和通用的设备零件,当数控机床出现机械部件故障时,保证有替换的设备零件;数控机床的检测仪器要及时地更新,维修工具准备齐全,并定期进行检查,及时补备数控机床维修需要的维修工具;利用笔记本电脑对数控系统进行操作和控制,并在电脑中保存维修软件的备份;数控机床的使用说明书等各种资料保存完好,建立数控机床的使用和维修档案,并要求工作人员如实地填写记录。
4 数控机床故障检测的方法
数控机床故障的检测方法主要有以下六种:
(1)观察法。数控机床的维修人员通过观察故障发生时产生的火花和刺激性的气味,判断发生故障的部件,并采取相应的措施进行验证。
(2)借助数控系统自身的软件报警功能。数控机床操作过程中出现的故障会及时地反映在操作系统的控制面板上,维修人员根据控制面板指示灯的指示找出故障,查看出现故障的原因,及时维修。
(3)借助数控系统自身的硬件报警系统。数控机床的内部装有许多的硬件报警设备,设备运行的过程中要注意各种硬件报警装置的运行情况,保证设备正常的使用,以便出现故障时及时找到问题根源。
(4)参数检查法。在设计数控系统时技术专家对相关的各项数据进行了明确的规定,数控机床的运行数据必须控制在一定的范围之内,否则将会导致数控机床出现故障。数控机床维修人员在对数控机床故障进行检测时,利用数控机床资料提供的相关参数可以很快地找出问题的
源头。
(5)故障树研究法。故障树采用图形化的方式将数控机床内部故障和外界环境之间的相互关系生动地呈现出来,使维修人员可以快捷地找到问题所在。故障树的底端是引发其他事件发生的底事件,顶端为维修人员研究分析的目标,中间为导致故障发生的故障事件和成功事件。故障树具有很强的逻辑性,便于对整个数控系统进行分析
研究。
(6)专家判断法。采用基于人工智能技术专家系统,解决数控机床运行过程中出现的高难度且专业性很强的
问题。
5 结语
国际化生产的发展使数控技术向工业领域的渗透速度越来越快,在国民经济中的地位也在不断提高。数控机床故障的检测和维修技术将会是一个专业性、冷僻的领域,需要维修人员借助计算机技术的帮助不断地进行探索。信息技术的发展将会推动数控机床的故障检测和维修技术迈向一个新的高度,数控机床的运行更加的高效,信息的处理水平不断提高,采集的信息更加精确。数控技术的飞速发展要求数控操作人员具备专业的技术技能和高素质,企业需要培训数控操作人员的专业技能,让数控维修人员及时掌握新知识和数控机床故障诊断的新方法,促进数控技术更好地发展。
参考文献
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关键词:社会需求;核心能力;教育培训;操作技能
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段,是机械工业发展的重要方向。目前我国制造企业已广泛使用先进的数控技术用于加工产品。近年来数控人才市场需求日趋紧俏。我国数控人才不仅数量上短缺,而且质量、知识结构也不能满足企业的实际需求。企业需要的数控“蓝领”人才,不仅要具有现代机械设计、机制工艺、夹具、刀具和量具等方面比较扎实的基础知识,同时要具有机床数控技术应用与实际操作能力。因此,建立并完善数控技术职业教育与技能培训体系,尽快培养出一大批数控技术应用性人才,成为当务之急。
一、专业核心能力与职业技能培养并重,强化学生能力培养
1、建立适应专业教学与职业技能培训有机结合的课程体系
突出专业核心能力与职业技能的培养,其专业核心能力定位为数控加工工艺编程能力、数控加工操作能力与数控机床维护管理能力,要求学生熟悉机械加工工艺,掌握数控编程和机床操作技能,成为一名熟练的数控编程与机床操作人员。为此,在教学中注重实践教学环节, 强化职业技能训练,使学生在校期间达到中、高级数控车床操作工的技能水平。从而构建了既自成体系又紧密关联的教学体系与技能培训体系。
(1)、教学体系的构建 在教学体系的构建与改革中,突出数控机床与编程主干课程的建设,并在教学内容及教学方法上进行改革。
第一、精简内容,突出实用
在教学内容的组织中,本着必需、实用的原则,按照生产实际对知识的要求,组织教学内容。如在数控机床与编程这一门课程的教学组织中,着重从熟悉数控机床的工作原理和整体结构(数控车、数控铣、加工中心等)及分类方法和应用范围,到能掌握简单零件的手工编程方法, 计算机辅助编程的基本方法,再到能够编制较复杂零件的加工程序,掌握数控机床的操作方法并能够加工工件,教学内容完全按生产实际的工作流程来组织。
第二、课堂教学与现场教学相结合
在教学组织中,注重理论教学与实训教学的紧密结合, 以专业实际能力与职业资格能力要求为主线,采取课堂教学与现场教学穿行的方式组织教学。对教学内容作适当的调整,将部分理论教学的内容放到实训环节中进行现场教学。如教材中的数控车床操作、编程与操作练习、数控机床实例简介、数控机床的维修保养等内容,不在课堂内进行讲授,而是移到实训环节中,结合实际操作讲授,便于学生直观教学与有效的掌握。
第三、采用对比教学的方式,强化现场教学的效果
在现场教学中,注重采用对比教学的方式组织教学。 如同一课题内容让学生编制不同的加工工艺并进行比较,从中选择最优的加工工艺,通过不断的练习,使学生的编程能力与加工能力不断提高。
(2)、职业技能培训体系的构建
在职业技能培训体系中,安排基础培训模块、专业培训模块、任选培训模块三个环节:
第一、基础培训模块,加强专业基本技能的训练
在基础培训模块中,设置CAD基本技能实训、机械制造基础实训和电工电子基础实训。
第二、专业培训模块,突出核心能力的培养
在专业培训模块中,设置了数控机床编程与操作实训、 可编程控制等实训。其中数控机床编程与操作实训要求达到初、中级数控车床操作工的技能要求,并取得相应的等级证书。在具体环节安排上,安排六周数控机床编程与操作实训,其中两周为课内学时,进行集中实训,四周安排分散实训,即利用学生业余时间进行实训。数控实训不单单局限于课内教学,而是使课内教学与课外实训有机地结合。这样不仅提高了设备的利用效率,降低了课内总学时,而且增加了学生单人操作设备的时间,强化了学生的动手能力。
第三、任选培训模块,突出以就业为导向的个性发展
在任选培训模块中,设置了数控机床编程与操作(高级职业资格证书)、数控机床调试诊断与维护、机械CAD/CAM 等实训。学生根据自己的兴趣和工作去向,可任选一项实训内容,参加相应的培训。整个教学组织完全在实训基地进行,其中理论教学内容在现场集中讲授,实训环节采取开放实训基地的方式进行。这样不仅增强了教学的针对性,而且为学生的求职、应聘、试工奠定了基础。
第四、注重各课程及实训内容间的融会贯通
在教学内容与实训内容的安排上,结合专业核心能力的培养,将各项教学内容贯穿于《数控编程与操作综合实训》内。如机械制造技术课程中的刀具刃磨、零件加工工艺的编制、夹具设计等内容,数控编程与操作课程中的数控车床操作、编程与操作练习等内容均作为《数控编程与操作综合实训》的实训内容,使学生的理论知识与实践知识、前续课程知识与后续课程知识融会贯通,得以综合应用,学生的专业能力与实际操作能力得以提高。
2、精选实训内容,强化数控操作四个阶段的能力培养 根据专业能力与职业技能要求,通过几年的实践,我们认为达到数控设备实际操作能力,一般应经过以下四个实训阶段。
关键词:数控车床 加工精度 装夹方法 加工工艺 加工工具 编程 技术水平
中图分类号:TG519 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)04(c)-0061-01
数控车床虽然在理论上具有高精度、高速度、高质量的系统性优势,但是在数控车床实际操作和生产环节中会受到内外因素的影响,产生数控车床加工精度不高的实际问题。常见的因素有:装夹方法错误、加工工艺不科学、加工刀具不合理、数控编程不严格、操作者技术水平不足,这些问题会直接影响到数控车床加工的质量与精度。在数控车床实际操作中,应该从常见的问题出发,以合理确定工件装夹方法、科学安排加工工艺、合理选择加工刀具、严格数控编程、提升数控车床操作者技术水平为途径,综合提升数控车床加工的规范性与科学性,形成数控车床加工的标准化和程序化操作,做到对数控车床加工精度的有效保障。
1 合理确定工件装夹方法
数控机床加工过程中装夹方法直接决定工件的位置、刀具的行程,因此,要合理选择数控机床工件装夹的方法。要合理确定工件的定位基准,选择有效的安装和夹紧方式,控制错误装夹的次数,以组合家居的方式来提升工件装夹的准确性和稳定性。在选择装夹方法时一般应该采用三爪自定心卡盘直接装夹,对于结构特殊和要求特殊的工件,要结合零件设计图纸合理选择装夹方法,避免因装夹方法不当而造成的加工精度不合格问题发生。
2 科学安排加工工艺
要做好工艺性分析与工艺处理工作,这是数控加工的前期准备工作,也是确保加工精度的重要措施,如果在数控机床加工性出现工艺性分析不全面,工艺处理不当,将可能造成数控加工的错误,直接影响加工的顺利进行,甚至出现废品。因此数控加工的编程人员首先要把数控加工的工艺问题考虑周全,才进行程序编制。合理进行数控车削的工艺处理,是提高零件的加工质量和生产效率的关键。因此应根据零件图纸对零件进行工艺分析,明确加工内容和技术要求,确定加工方式和加工路线,选择合适刀具及切削用量等参数。
3 合理选择加工刀具
刀具的选择、刃磨、安装正确直接会影响到数控机床的使用性能,同时也会对加工工件的精度带来直接影响。根据工艺系统刚性、具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑,采用不同的刀具和切削用量,对不同的表面进行加工,有利于提高零件的加工质量。粗车时,要选强度高、使用寿命长的刀具,以便满足粗车时大背吃刀量、大进给的要求。精车时,要选精度高、寿命长、切削性能好的刀具,以保证加工精度的要求。另外,刀具材料的选择也是非常重要的一环,刀具材料在切削中一方面受到高压、高温和剧烈的摩擦作用,要求其硬度高、耐磨性和耐热性好;另一方面又要受到压力、冲击和振动,要求其强度和韧性足够。
4 严格规范数控机床的编程过程
4.1 确定数控机床的编程顺序
在数控机床编程中要建立规范的顺序,使数控机床刀具的行走做到科学规范,进而做到对数控机床功能的合理利用,确保数控机床加工出高精度的产品。此外在数控机床编程中要结合产品设计图样,以此来确保数控加工过程在高效率和高精度的范围之中,进而提升数控机床加工的总体质量。
4.2 规范处理数控机床编程的关键步骤
一方面,要建立零件的数字化模型,数控机床操作者应该根据零件设计图,以线框、特征和实体建模的方式建立起数控机床可以识别的零件几何模型,使零件得到数字化,将设计完整地在程序下得到全面体现。另一方面,要确定零件加工的方案,在方案制定的过程中应该结合零件和产品的特点,明确零件质量要求的重点,确定零件加工的方法,以此来提升数控机床加工的精度。例如:对不同曲面的加工要确定投影方法还是放射方法,通过方案的比较形成对数控机床加工精度的保证。此外,要确定数控机床加工参数,应该根据数控机床的性能,结合零件设计图纸,重点确定工件材料、刀具形状、加工顺序、行走路线等重要参数,做到对数控机床加工精度的保障。
5 提升数控车床操作者技术水平
操作者是数控车床加工的具体执行人,也是加工技巧应用的直接使用者,操作者技术水平、加工经验对数控车床加工精度有着直接的影响。应该有计划地展开对数控车床操作者的技术、技能培训工作,对机床使用技巧、工具选择方式、切削参数控制、加工工艺选用进行全面地培训,做到对数控车床加工工作整体的强化,以做到对数控车床加工精度的有效保障。要结合数控车床的编程工作展开操作者的计算机语言培训,通过编程水平的提升强化操作者应用能力,做到对数控车床加工精度的进一步保障。在培训操作者的过程中还要重视职业道德建设,要将责任心作为重要的方面加以建设,通过树立职业道德和培养责任心,使技术的应用和技能的使用达到一个更高的水平,充分发挥数控车床的效率、精度优势,为数控车床加工质量的整体提升打下思想、技术和技巧的基础。
6 结语
合理确定工件装夹方法、科学安排加工工艺、合理选择加工刀具、严格数控编程、提升数控车床操作者技术水平等措施是提升数控车床加工精度的有效保障,但是在实际的数控车床加工过程中操作者和技术人员还应该有清晰的认识,要看到数控车床加工工作的多样性和复杂性,要展开对数控车床加工工作的进一步分析,形成数控车床加工的规范和体系,更好地指导数控车床加工实际操作,真正确保数控车床加工的精度。
参考文献
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关键词:数控机床;加工效率;提高
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:
与普通机床相比,数控机床的自动化水平较高,在加工零件的过程中具有较好的稳定性,能够加工很多普通机床无法完成的复杂零件,并且在工作中几乎不需要工装卡具。根据以上分析可以知道,使用数控机床可以降低成本支出,减少工人的劳动强度,提高机械加工的生产效率与机械加工企业的经济效益。所以,提高数控机床的工作效率对于机械加工企业具有重要的意义。数控系统是数控机床的核心构件,其可靠性以及工作性能直接影响到数控机床的工作效率。
数控机床机械加工工作是硬件系统与软件系统的有机整合,根据上述制约因素,相关人员可以从软件系统和硬件设备这两大方面对其机械加工效率的提高做出研究分析。具体而言主要有以下几个方面。
1. 硬件方面
设备的前期管理工作要被重视,同时还需要加强对数控机床的日常维护以及保养等外部保障条件,重视供电和供气的品质以及机床的工作,通过研究数控机床的特点及其规律,进行科学合理的管理以及使用,让其能够充分的发挥出最大经济效益。
(1)稳定的电网供电品质
数控机床依托与计算机网络技术,对电网供电系统有着较为严格的要求。就当前应用最为广泛的数控机床而言,其装置内部过欠压保护装置的报警系统在波动较为强烈的电网系统中仍然无法正常工作,这一影响下系统线路熔丝,安全装置跳闸,仪器器件损毁等问题频频发生,也导致了整个机械加工系统运行的安全隐患。经研究发现,为解决这一问题最有效的方法在于根据运行中数控机床的自身特性,有选择、有针对的配置交流稳压器,以减小峰谷时段供电不稳定对整体加工效率所造成的影响。
(2)加强对设备选型的研究
为了提高数控机床的机械加工效率,首先需要加强对设备的选型研究,不管是选择国外还是国内的产品,必须保证选用的数控机床生产企业具有较好的知名度与较高的信誉度,产品质量较好,生产规模较大,厂家的售后服务较好。如果机械加工企业需要购买多台数控设备,应尽量选择同一个生产厂家,使用同一种品牌,这样方便数控设备以后的维修工作,提高数控设备的有效寿命。
(3)优化加工程序
编制加工程序时,力求简洁易懂,合理运用主、子程序,循环程序,有时可以设置多个坐标系方便加工,提高机床使用率。以上是根据设备自身的特点对提高生产效率进行了探讨。而另一方面,人为因素和设备管理、生产调度等软件方面的影响也是十分重要的因素,必须引起足够的重视。
(4) 稳定的供气质量。
稳定的供气质量是数控机床机械加工作业环节得以正常运行的一大关键性因素,既是基础又是前提。加工设备与仪器对液、气供应环境与质量都提出了更为严格的要求。企业在数控机床机械加工作业中由于供气质量、气压稳定性等问题所造成的加工系统线路堵塞、加工一线机械使用失误等安全问题时有发生,这就要求工作人员研究并应用一种新型气源过滤设备,这种设备依附在气路系统供应流通的第一环节,对油水、粉尘等高密度含量杂质的过滤效果尤为显著,这也为整个机械加工效率的提升带来了便捷。
(5) 传感器密封问题。数控机床在继承传统机床优秀性能的同时,通过各性能的传感器对机床实施了自动化管理,这是数控机床运行的技术支持,同时也是安全问题最为频发的区域。在机械加工实际运行过程中,传感器受到系统内各种杂质、粉尘的影响再加上自身系统密封缺陷,就很容易造成传感器检测运动副动作堵塞,进而形成液位控制失效,影响系统运行。由此,相关工作人员在对数控机床故障问题进行分析的过程中,需要将传感器密封问题作为第一思考要素来进行检测,按照这样的思维方式才能够实现对制约机械加工效率问题原因的正确分析。
(6)数控机床问题。数控机床的工作是自动化进行的,其操作步骤传感器与计算机网络的共同控制下出现问题的几率较小,其关键在于对油的选用上。油的选用需要依照数控机床材质、结构、性能等各方面的需求综合试剂自身质量进行考量。将数控机床油的选用、清洗作为整个系统维护工作的重心,不仅可以避免油所作用部位的安全缺陷及故障,同时也对整个机床机械加工效率的提升做出了贡献。
(7)数控机床零配件的质量问题。作为数控机床运行系统的组成部分,各个零配件、易耗件肩负着联合各个主要系统设备的工作任务。对机械加工系统作业环节而言,它起到了承上启下的作用,这类零配件自身特性注定了其使用寿命与质量问题的多变性、随意性,这就要求相关人员应用合理、科学的技术对这部分零配件在采购、使用、维修、报废等环节的内容进行规范。
2 软件方面
从理论上来说,数控机床机械加工作业是具体操作人员与加工操作流程的统一,这也就意味着对软件系统及设备的改造可以从系统操作流程、专业操作人员以及加工环节管理作业这三大方面进行优化。
(1)合理科学的加工系统操作流程
大量的实践研究结果表明,最系统、科学的数控机床机械加工流程需要在加工工艺质量一定的前提下,通过对加工机械设备仪器的质地、结构、配置以及精度等基本因素的分析,减免系统加工流程重复冗余的环节,并对其他步骤实施严格的时间把控,不断缩短数控机床机械加工周期并以此达到整体机械加工效率的提升。
(2)专业、合格的操作人员
作为与数控机床机械加工设备流程接触最为密切的第一线员工,其自身职业道德素质、专业技术水平等能力将直接影响到整个机械加工环节的工作效率。当前机械加工环节常常出现如精度误差、设备停运、机床误动等一系列安全性问题,操作人员作为这一问题的直接作用者不仅需要充实理论知识,做好严格系统的岗前培训与技能检测; 同时还要在全体操作人员中树立起自身价值与企业效益相结合的职业发展观,从根源上解决数控机床在机械加工效率低下的问题。
(3)加强管理
数控钻床不同于其它一般钻床,有其自身的特殊性。因此,在实际生产中,我们应该根据其优点,尽量发挥其优势,以最大限度地提高生产效率作为生产企业必须坚持的原则。一般而言,数控钻床比较适合于一般零件的批量生产、复杂零件的试生产和批量生产,而普通零件的单件加工和复杂零件的一个或几个工序的间断加工则不利于发挥其高效加工的特点,应尽量避免。因此,科学管理、合理调度是提高数控机床加工效率的一个非常重要的环节。(4)完善规章制度和考核方法
应建立良好的用人机制和明确的激励机制,提倡敬业精神和职业道德,激发员工的积极性和创造性。毕竟人是企业一切活动的主体,应充分发挥人的主观能动性,这也是提高数控机床效率的根本和基础。
(5)加强培训工作
对设计人员、工艺人员、编程操作人员进行培训,使其对数控设备的性能、各类刀具的选用、金属切削参数的合理排定及现代加工软件的应用都有一系统的了解和掌握。使其针对各自的工作领域挖掘数控机床高速高效的特性。
结语
机械加工企业的经济效益会受到数控机床的工作效率的直接影响,对数控机床机械加工的工作效率研究有着很重要的实际意义。数控机床的加工效率涉及到了很多方面的因素,其是机械加工行业中一个很被重视的问题,其涉及面比较的广泛,受到很多方面的影响,因此,其解决也比较的困难,然而本人认为,只要充分的重视到数控机床,并能够合理的使用,认真地维护以及保养设备,经常性地检查跟及时的解决故障,提高数控机床的操作以及编程,注重培养维修人员的业务水平和敬业精神,加强对设备的管理以及合理的生产调度,这样一定可以把数控机床的加工效率提高到一个全新的平台上。
关键字:数控技术;数控机床;训练模式
中国分类号:TG659
Reflections on the CNC machine tool operation skill training mode
Keywords: CNC machine tool CNC technology training mode
有人说,二十一世纪机械制作业的竞争本质就属于数控技术的竞争,数控技术的重要性不言而喻。加上我国被誉为制造大国,却鲜有创新,数控技术的推广及应用,可以为国家科技创新打下坚实的基础,让我国从制造大国逐渐成为创新大国,如今工业化建设,机械化发展,都离不开数控技术,随着数控技术越来越被重视,社会对数控人才的需求更显得迫切。结合数控技术的特点,综合看待数控机床操作,以建立数控人才的知识体系及提高技能实际能力为突破点,研究数控机床操作技能的训练模式,并对其发展现状提出几点思考,希望有助于提高数控人才的综合能力,缓解数控人才缺失的现状。
一、数控技术人才层次的划分
综合分析国内数控技术人才,可以将数控人才分为三个层次,分别为“金领层”数控操作人才、“灰领层”数控操作人才与“蓝领层”数控操作人才。
(一)“金领层”数控操作人才
“金领层”数控操作人才,属于数控操作人才中的顶尖部分,也是数控操作人数中最少的一部分,为复合型数控人才。成为“金领层”数控操作人才需要具备并精通以下几个方面:数控操作、数控工艺编程、数控机床维护、综合维修机床的所有知识、数控机床机械结构设计、数控机床数控系统电气化设计、数控机床数控化改造等。以上技能及知识,都需要做到精通,一般“金领层”数控操作人才担任企业中数控机床产品开发设计主管或企业数控技术负责人。
在目前看来,众多的企业中都缺少“金领层”数控操作人才,缺少这种同时精通多种数控工艺,具有丰富知识面的复合型综合人才。
(二)“灰领层”数控操作人才
“灰领层”数控操作人才在企业数控技术岗位中,约占25%的比例。“灰领层”数控操作人才是数控操作人才的中间部分,主要负责数控机床的维护及维修工作与数控编程工作,分为数控机床维护维修人员与数控编程工艺员两大类。成为“灰领层”数控操作人才所需要具备的技能及知识结构如下:
1.数控机床维护维修人员需要掌握数控机床的工作原理,并对数控机床的结构有很深的了解;掌握机电联调知识、PLC知识、接口技术及数控系统的特点;可以进行数控机床操作、数控机床机械调试维护、数控机床电气调试维护、手工编程等;目前来说,这类人才十分的缺乏,在企业之中待遇较高,这类人才的培养,主要是通过高职院校学习基础之后在实际操作中不断积累技能经验培育而来。
2.数控编程工艺员需要掌握基本的数控加工工艺知识及基本数控机床的操作能力,可以进行日常维护和手工编程,可以使用软件进行自动编程或设计三维模型。所需要的知识较少,通过高等职业学院培训之后,基本可以具备数控编程工艺员的资格。
(三)“蓝领层”数控操作人才
“蓝领层”数控操作人是数控操作人才的基础部分,负责生产岗位上数控机床的具体操作及简单维护工作,属于企业需求量最大的数控技术人才。这类人才需要掌握机床结构的基本知识及数控操作的工艺技能,可以进行简单维护及手工编程。
二、数控人才的学历状况分析
根据目前数控技术人才学历统计分析,学历为中专及中专以下学历的数控人才占了数控人才总数的60%,大专学历占了数控人才总数的30%,仅仅这两项就占了总数的90%,可见高等职业院校在数控人才的培养方面,有着很大的优势。
三、对高等院校数控机床操作技能训练模式的几点思考和建议
从数控人才学历的分布情况中可以看出高等院校是数控人才培养的主力,如何更好的提高数控机床操作技能,建立数控人才的知识夸奖及能力结构,改变数控机床操作技能训练模式是十分有必要的也是必须的。
(一)普通机械加工操作技能的训练及改进
在目前教学中,普遍存在着实践能力较差的问题。比如在学生学习完“机械设计基础”、“工程材料与成型技术”、“机械制造技术”等专业知识课程之后,其实际操作的能力却很低,甚至有很多的学生分不清什么是铣刀、立铣刀、端铣刀等,在切削用量上更是难以准确的进行把握,甚至还有的学生不能正确测量。但数控技术要求的是精确度高,操作十分的复杂,加工的难度很大,学生学到的知识不能与实践完美的结合,缺少实践是主要的原因。
所以要在教学环节中,不仅仅是让学生学会基础的知识,还必须和实践相结合,加大对学生普通机械加工操作技能的培训,打好数控机床操作的基础技能。普通机械加工操作技能训练的内容主要包括正确操作机床、车刀角度、切削用量、外回转面零件加工、内圆柱面与圆锥面加工、综合零件加工、测量方法等训练内容。
在实际操作训练中,需要有专业教师一旁讲解并结合示范操作,提高学生的动手能力,提高训练模式的实际训练效果。
(二)数控机床操作技能的实际训练
在进行普通机床零件的加工过程中,需要对机床进行运动上的控制,运动上的控制主要包括两个方便,一个是机床运动先后的问题,一个是机场个运动部件的位移量控制。在进行零件加工的时候,开车、停车及走刀等程序都是需要操作人员进行直接操作的。
数控加工操作人员,需要通过数控机床,对加工零件的整个过程进行控制,为此操作人员必须能够熟练而正确的控制数控机床,具备普通机械加工能力、计算机编程能力、机床实际操作能力。
1.加强手工编程训练
给出课题,明确预定要求的工艺路线及加工方式,教会学生如何正确选择切削用量,学会正确的选择好工件的坐标系,并分析切入、切出点及走刀的路线;根据系统格式进行手工编程,需要熟悉系统指令代码并输入加工程序单,做好调试程序,使用施工编程模拟仿真器运行程序,综合分析程序中存在的逻辑错误或运行错误,及时进行更正。
2.加强自动编程训练
自动编程训练,需要利用系统软件,建立加工零件的系统模型。在进行自动编程训练的时候,要注意加工方法的选择,根据实际情况,选择两轴加工还是三轴加工等方式;确定好工艺参数,比如说道具结构参数、切削用量参数、加工精度参数等,争取找到最优参数;加强加工文件及工艺单的训练;做好综合零件自动编程训练。
3.加强数学型数控机床训练
加强数学型数控机床训练,主要是让学生熟悉设备,对刀具、程序运行操作的训练,可以进行数控铣床曲面加工的训练,综合分析零件加工及质量。
四、结语
数控技术对于一个国家的发展及建设有着极为重要的作用,我国近年来越来越重视数控技术人才的培养,但在数控人才培养过程中,普遍存在着理论与实践的脱节的问题,本文提出数控机床操作技能训练模式的几点思考,希望可以提高数控人才的质量,培养出更多更优秀的应用型复杂型综合型数控人才。
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