使用数控设备提高效率是主题

　　自上世纪80年代未至90年代初，广西柳工机械股份有限公司逐步引进数控设备以来，数控设备得到了广泛的使用，设备的类型也逐步由进口数控加工中心、数控火焰切割机、焊接机器人、数控等离子步冲机，逐步发展到国产品牌的数控点火花线切割机、数控铣，数控车和加工中心。目前公司设备数控化率已达到11%，制造装备的数控化为公司的高速发展打下了良好的基础，目前公司生产的主导产品轮式装载机是国内最好品牌的装载机，企业处于行业排头兵的地位。

　　一、影响数控设备效率提高的因素

　　手工编程问题带来的困扰

　　90年代初引进数控设备的时候，二维编程的数控设备因为其编程相对简单。一般利用率和设备本身的效率都很好。如数控火焰切割机、等离子步冲机、电火花线切割机，折弯机、数控车床等；专用数控设备，像焊接机器人、热处理多用炉等，这类设备在公司的推广应用都获得了成功，为企业的快速发展发挥出应有的作用。而对于要使用三维编程的设备，常常因为程序的编制问题困绕着数控机床的使用，客观上影响了使用数控设备的积极性。尤其对数控机械加工设备，像数控铣，加工中心等。当时认为只有专家才可以编制加工程序、操作使用数控设备。因为手工编程工作难度很大，程序录入、检查、仿真方面都存在着工作量大，占用时间长的现实，有时甚至程序还未编完，用常规的加工方法以及制造完工了。因此企业对于使用数控设备降低劳动强度这一优势有了认识，但对是否能真正提高加工效率，则持怀疑的态度。

　　自动编程效率的影响

　　大部分数控设备的操作人员是操作传统设备的技术好手，但他们对数控编程的技术技巧不能完全掌握，并对学习编程技术有畏难情绪。当时计算机技术，尤其是软件技术不像90年代中后期那样突飞猛进的发展，客观上只能进行手工编程，其编程过程的本身就是复杂性的工作（录入、检查、仿真等过程），因而数控切削设备的作用和推广受到了阻碍。

　　人才的影响

　　数控切削设备在企业的应用还有另一个困难就是数控人才方面的问题。一个是操作人员，另一个问题就是维护人员，其中又以电气系统的维护更为突出。由于开始时数控切削设备购置倚赖进口，数控设备价值高、费用高，只能由少数掌握“高、精、尖”技术的操作人员来操作，而一般操作人员几乎没有机会接触和操作这些昂贵的设备，也就没有形成学习和实践数控设备的气氛，因而掌握操作技术人员不多、程度也不够。实际情况是大部分数控设备的操作人员是使用普通机床的技术好手，对普通机床加工比较熟悉，这有利于数控设备的推广使用。但是就这些操作者的知识水平、学习能力，对于数控知识及技能的学习和掌握都远远不够，只能勉强应付，有的数控操作工人，几年甚至几十年使用一个程序加工一个产品，无需编程，加工中心变成专机。再加上对刀具技术的掌握和应用水平有限，如对刀具技术的应用还停留在普通刀具的水平，因而不能充分发挥数控设备的效能。

　　对于数控设备的维护，一方面是机械部分的维护，另一部分就是电气部分的维护，由于数控设备采用了现代技术和新技术。不仅要求维护人员有较高的实际维修操作技能，同时还应具有较高的理论知识水平及诊断故障的能力，这本身就给数控设备维护人员提出了较高的要求。再就是数控设备比较昂贵，在维修方面都比较谨慎，这对培养维修人员不利，维修人员也不敢轻易“乱动”。数控设备的配件价格也比较昂贵，配件服务跟不上。企业成本压力大，配件供应的机制不能保证正常维修的进行，因此企业的部分数控加工中心都“带病”工作，而不能满负荷地工作，“经常在坏，天天在修”，实在影响生产了就购置新的加工中心，如此形成恶性循环，数设设备的使用走入了怪圈。基于这些原因，数控设备的维护已然成为企业制造过程真正的瓶颈。

　　二、数控设备的效率显著提高

　　编程软件技术的发展，给数控切削设备的使用带来了希望

　　90年代后期，计算机技术的发展，带来了数控编程技术的迅猛发展。国内外高性能的编程软件应运而生，尤其是国外软件的引入，参数化设计软件在CAM方面的深入应用，几乎改变了人们对数控设备的认识。特别是在单件小批量加工程序的场合，其优势更显突出，在公司高层经理的推动下，制造了一批复杂模具，应用在合资企业产品的模具方面，给管理人员、工程技术人员、数控操作工人极大的震撼。这次制造再次印证了“科学技术是第一生产力”的真理。公司开始了对数控设备的再认识。

　　同时国内生产金切设备的厂家也纷纷上马数控项目。各种类型的金属切削设备，包括：加工中心，数控铣床等被逐步引入使用，企业使用的数控设备也多了起来，目前，主要质量特性的制造基本实现了数控化。

　　实施DNC数控设备联网，进一步提高效益

　　随着公司数控设备的增加，尤其是数控切削机床得到迅速增加，其优势也逐渐显现。并随一个个数控切削机床使用方面的技术难题的解决，数控机床的应用对产品质量和效率带来的好处为公司制造系统所公认。随着CMIS项目的实施，在公司运作的各个方面对信息技术的应用都取得了长足的进步，惟独在底层数字化和数控机床的信息化应用上相对较弱。因此，目前企业正在实施DNC直接数字控制的数控机床联网技术，系统除具有传送NC程序的基本功能外，还具有制造数据传送功能，包括：NC程序上传、NC程序校正、文件下传、刀具指令下传、托盘零点值下传、机器人程序下传、工作站操作指令下传等。状态数据采集（机床状态、刀具住处和托盘信息等）、刀具管理、生产调度、生产监控、单元监控和CAD/CAPP/CAM接口等功能。它是FMS的一部分，优点是投资少见效快。此系统在明年完成后将给企业带来较好的效益，对工艺管理，也会有一个很大的促进。

　　三、存在的问题与应对的策略

　　仍存在的主要问题

　　一是对数控设备的维护。由于数控机床价值高，用于维护的成本相对较高，尤其是进口数控设备，主要配件像主轴轴承、导轨轴承、电机等相对普通机床其价格昂贵，给企业带来了很大的成本压力，因此企业在推广方面比较保守。再加上若企业的运营状况不佳，会给数控设备的推广、使用带来不利的影响。同时企业对数控设备的性能、习性认识不足，没有合适的维护机制做保证，使数控设备处于非正常状态下运行，不能充分发挥其效率优势，把数控当成普通机床使用，直至报废，可想而知给管理人员带来怎样的影响。另外国产数控设备一些技术不成熟，质量和可靠性没有得到很好的解决，更使数控设备给人的印象是不易正常运行，维护成本高。数控维修人员也是一个关键因素，尤其是电气部分的维护，人才流失也是很严重，人才培养也需要较长的时间，对人才本身的素质要求也较高，并不是每一个电气工程师都适合用来做数控设备维护的电气工程师。

　　二是刀具技术的应用方面。对于数控设备来说，除了设备本身的质量以外，刀具是决定效率的因素。在数控刀具的使用方面同样存在着观念转变的问题。一把较好的刀的价格的10倍，甚至百倍。从传统的成本观念看来，其成本的确相差太多。如果进行全面的成本分析，再结合机会成本的计算，结果未必如此。因此使用高效率的刀具是一个全面的系统工程。对这个问题的认识，有待于进一步的认识。刀具制造商也要做更多的推介工作。不只是销售刀具，而是与企业一起，找到整体的解决方案，降低成本，提高效率，达到供需双方共赢的结果。

　　三是毛坯质量控制。由于毛坯质量对刀具使用寿命的切削效率起着决定性的作用，像铸件陷，热处理状态，硬度及其均匀性等是至关重要的问题。毛坯的质量与整个国家和地区的基础工业的发展水平有很大的关系，解决这个问题的难度比较大。对于企业来说可从企业的个性化方面解决问题。事实证明毛坯质量可以达到一定程度的稳定性。

　　解决当前问题的对策

　　可以通过持续改进的方法，改进数控加工工艺，达到经济的目的。以下将本人改进的一个实例来说明对策。

　　该实例是加工一种类型的两种铸件并用在机器的一前一后，加工的质量特性类似，工件外形尺寸接近。

　　1、 调整加工零件的顺序及流程。准备适量的刀具使加工前壳体和后壳体的所有刀具必须装在刀库中，刀库设有30个刀位。计划按一根后壳体接一根前壳体地进行加工，结果机器运行时可装夹工件，可节约30分钟。

　　2、对普通刀具进行检查并改变加工程序，每件壳体可节约30分钟。

　　3、使用高质量的刀具；增加切削速度和进给量，倍率开关调整到100%。通过使用机夹刀；使用碳化物钻头；使用涂层丝攻，加工速度将提高1.8倍。

　　4、毛坯材料硬度必须受控；如果硬度太高，必须记在零件上；毛坯余量不能高于8MM。结果操作者可以知道调整切削参数，减少刀具磨损和损坏，做到该快则快。

　　5、配置两套刀具。目前换刀片及钻头时，必须停机，如果有两套刀具的话，停机时间仅为换刀时间，估计每天可节约3小时。

　　6、布局及工作条件的改进。改进车间光照，车间光线太黑暗，在黑暗的环境下将影响；精确工作、测量、换刀、预调刀具，通过改进会得到更好的质量，使操作者更敏捷，从而得到更好的产品。

　　7、 将测量过程放到机床外进行。在机床边设置合适的工位器具，并配置合适的吊具。在机床运行的过程中把工件搬运到适当的位置摆放，让拆装工件的时间最短，从而让机床停机时间达到最少，提高机器利用率。

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