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当前,我国汽车工业的发展迅速,使得汽车的配件加工也取得较大的进步,数控技术在汽车工业当中的运用,某种程度上提高了汽车配件生产与制造的效率,促进了我国汽车工业的更大发展。在汽车工业制造当中,数控技术集加工中心与数控机床于一体,共同组成高效率的柔性生产线,满足当前汽车产品进行更新换代的要求;打破了汽车生产与制造过程的经济规模观念,较好地实现汽车的中小批量以及多品种的需求。对于汽车制造中复杂的零部件而言,运用数控技术进行加工与制造,能够减少各零部件的制造误差,提高加工的效率。与此同时,还有其他的技术:柔性制造技术与虚拟制造技术、集成制造等技术在汽车工业的当中得以推广应用,将汽车加工的制造技术与数控加工的技术紧密相连,促进汽车工业的进一步发展[2]。
宇航工业当中运用数控技术加工零部件,能够满足宇航零部件的特殊加工要求,此外少部分宇航零件的刚度性较差。因此,宇航的工业材质唯有使用数控技术进行小切削力加工,方可实现宇航工业零部件对机械的加工需求。先进的数控技术相对于传统的制造技术而言,不但能够满足零部件对加工的柔性以及精度的要求,而且还能够对铝合金的材质进行切割,有效节约能源,减少加工制造的人力、财力以及费用的支出。
随着经济的发展和科技的进步,机械制造生直接影响着国家工生的发展和综合国力的提高。数控技术是机械制造自动化的关犍,要增强机械制造业的发展壮大,以适应飞速发展的现代化经济环境和市场的广大需求;数控技术是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术,它能够满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度,因此,以数控为核心的机械设备的应用已经成为衡量一个国家技术水平的重要标准。数控技术的应用也是我国通向工业经济大国的途径之一。
1、数控技术及其特点
数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术,计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术,具有高精度,高效率、柔性自动化等特点。目前它是采用计算机控制,预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代早期使用纯硬件电路组成的数控装置,使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成,这样极大的增强了机械制造的灵活性,提高设备的工作效率。总的说来可将其特点概括为以下几个方面:
(1)能方便地改变加工工艺参数,因而利于换批加工和新产品的研制。
(2)可实现一次装夹工件完成多道工序的加工,从而能确保加工精度和减少辅助时间。
(3)能高质量的完成普通机床难以完成的复杂零件和零件曲面形状的加工。
(4)采用模块化的标准工具,既减少了换刀和安装时间,又提高了工具标准化的程度和工具的管理水平。当然,随着微处理器的发展以及现代SOPC技术的发展,无论从机械加工的生产技术发展还是从机械设备的维修检测以及集成程度的层次上,都势必有极大程度的提高。而我国现代数控技术的发展尚处于对国外产品的模仿阶段,缺乏技术创新。这不仅是对引进技术的消化不够,更重要的在于我们缺乏完善的技术创新环境和应有的创新机制。另外我们产品的可靠性和稳定性不高,网络化程度也不够,目前主要用于NC程序传送,串口通讯技术,其集成化、远程故障排除、网络化水平有限。
2、机械制造中数控技术的应用
2.1、工业生产
工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上,或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下,完成人类难以完成的工作,很大程度上改善了劳动条件,保证了生产质量和人身安全。
2.2、煤矿机械
现代采煤机开发速度快、品种多,都是小批量的生产,各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件,传统机械加工难以实现单件的下料问题,而使用数控气割,代替了过去流行的仿型法,使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料,从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势,一些零件的焊接坡口可直接割出,这样大大提高了生产效率。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。
2.3、汽车工业
汽车工业近20年来发展尤为迅猛,在快速发展的过程中,汽车零部件的加工技术也在快速发展,数控技术的出现,更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。
数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现,不仅如此,数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等,在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。
2.4、机床设备
机械设备是机械制造中的重中之重,面对现代机械制造业的需求,具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即把计算机控制装置运用到机床上,也就是用数控技术对机床的加工实施控制,这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上,从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,使机床自动加工出所需零件。
纵观目前我国的数控市场,我国数控产品在性能、外观、可靠性方面与国外产品有一定差距,特别是国外企业有雄厚的资金,加上外国企业为占领中国市场,对我国能够生产的数控系统压价销售,而对我国未能生产的数控系统,不仅高价而且附加许多限制。在国外数控企业采用技术封锁和低价倾销的双重策略下,中国数控产业经历了坎坷的历程,我国曾花巨资引进西门子和FANUC的技术,并希望在此基础上吸收消化,开发我国自己的数控技术。如北京密云所引进了FANUC的数控系统,可是,FANUC卖给我们的都是即将过时的落后技术。我国引进后,尚未来得及吸收消化和批量生产,FANUC即宣布停止生产该系统的生产,并将性能价格比更好、质量更高、体积更小的数控系统推向中国市场。这种总是跟在别人后面走的做法,必然受人制约,永远落在后面。
随着计算机技术日新月异的发展,基于微机的开放式数控是数控技术发展的必然趋势。在传统数控技术方面,我国处于相对落后的状态,开放式数控为我国数控产业的发展提供良好的契机,加强和重点扶持开放性数控技术的研究和应用,我国的数控产业才有发展壮大可能,才有可能在未来的市场竞争中立于不败之地。
参考文献:
[l]南生春,傅万四.浅谈数控技术在木材加工机械上的应用[J].木材加工机械,2004(01).
[2]孙荣创.数控技术及装备的发展趋势及策略[J].中国科技信息,2006(12).
Abstract: the numerical control technology in the modern machinery manufacturing plays a critical role, directly related to the national economic development and the strengthening of comprehensive national strength. In the numerical control technology as the core of modern machinery manufacturing and application has become a national science and technology to measure the level of the standard. So no matter from the Angle of strategy or in development strategies, and in manufacturing the use of numerical control technology are will be the country's industrial economy to the list of world powers in the process of the development of must should be advocated.
Key words: the numerical control technology; Mechanical manufacturing; countermeasures
中图分类号:TQ171.5文献标识码:A文章编号:
在现代机械制造业中,越来越多的工厂开始重视在加工制造过程中采用数控加工技术。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场竞争的日趋激烈,传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和不断加快的换代速度。面对品种多批量小的生产比率的加大,产品交货质量和成本要求的提高,对现代制造技术的要求也越来越高。为了加强机械制造业在当今市场的适应能力,我们就必须充分运用现代数控技术的优越性,将其最有效的应用在机械制造行业。这样才能让机器设备的功能、效率、安全性和产品质量上升到一个新的层次,以适应现代市场愈演愈烈的竞争环境。
1.数控技术的特点与机械制造的现状
1.1数控技术及其特点
数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术、计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。目前它是采用计算机控制,预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代了早期使用纯硬件电路组成的数控装置,使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成,这样极大的增强了机械制造的灵活性,提高设备的工作效率。总的说来可将其特点概括为以下几个方面:
(1)能方便地改变加工工艺参数,因而利于换批加工和新产品的研制。
(2)可实现一次装夹工件完成多道工序的加工,从而能确保加工精度和减少辅助时间。
(3)能高质量的完成普通机床难以完成的复杂零件和零件曲面形状的加工。
(4)采用模块化的标准工具,既减少了换刀和安装时间,又提高了工具标准化的程度和工具的管理水平。
1.2机械制造业现状
机械制造是指从原材料开始,经过热、冷加工,装配成产品,对产品进行调试和检测,包装和发运的全过程。现阶段,我国机械制造业的生产能力和规模都不小,处于世界前列,但是我们机械产品大部分都是中、低档的,技术水平含量比较低,且缺乏独立自主的知识产权品牌。我国机械制造业中最大的问题就是:对外技术依存度高。例如:海尔、海信、TCL等企业的品牌虽然已经“国产化”,但去商场买空调时,导购会告诉你压缩机来自日本,去买冰箱时,导购还是会告诉你压缩机也是来自日本;这个例子告诉我们,人们在潜移默化中,承认了只要是进口的外国产品,质量就一定好于我国制造的产品。正因为这样,提高机械设备的功能、效率、可靠性和产品质量成为我国机械制造业的目标,从而满足现代化市场的竞争需求。
2.数控技术在传统机械制造业中的应用
2.1工业生产
工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上,或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下,完成人类难以完成的工作,很大程度上改善了劳动条件,保证了生产质量和人身安全
2.2煤矿机械
现代采煤机开发速度快、品种多,都是小批量的生产,各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件,传统机械加工难以实现单件的下料问题,而使用数控气割,代替了过去流行的仿型法,使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料,从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势,一些零件的焊接坡口可直接割出,这样大大提高了生产效率。
2.3汽车工业
汽车工业近20年来发展尤为迅猛,在快速发展的过程中,汽车零部件的加工技术也在快速发展,数控技术的出现,更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体,既可满足产品不断更新换代的要求,做到一次投资,长期受益,又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率,从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念,实现了多品种、中小批量的高效生产。数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现,不仅如此,数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等,在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。
2.4机床设备
在机械制造行业中先进的设备居于核心地位,面对现代机电一体化的要求,机械制造业必须具有具备控制能力的数控机床设备。以计算机技术为核心的数控技术为机械制造业提供了先进的控制能力,也就是在机床上运用数控技术,这就产生了所谓的数控机床。它是以实现编订好的程序来对机床进行控制的、电脑机械相结合的产物,它通过软件设置来控制主轴速度变化、选择刀具、启动冷却泵等各种繁杂的操作,最终使得使数控机床自动加工出所需零件。
3.数控技术在机械制造业的发展对策
3.1认清发展趋势
数控技术已经有了五十多年的发展历史,由最原始的封闭式数控系统已经转变为当今现代化的电子计算机数控系统,这是一个伟大的飞跃。传统的数控系统具有很大的功能局限性,它的结构是封闭式的,其软件互换性、通用性、功能更新以及维修等都非常复杂,造成很大的不便。当今的电子数控系统已经逐步将传统数控系统取代,其开放式的软件模块化结构展现出了很大的优势,能在各种计算机平台下面运行,维护以及操作过程都比较方便,更换也十分简单,因此现代化的计算机数控系统性价比很高,已经成为数控系统的发展趋势。
3.2深化应用程度
零件毛坯制造技术:快速成形技术的实用化,将进一步提升目前的精铸、精锻及其它成形制造技术,使其几何尺寸精度能满足少或无切屑加工的要求,其材料的选择将适应绿色制造工程的技术要求,零件材料的可加工性能将适应高速切削技术要求;刀具技术:制造业中将普遍应用高速(超高速)干式切削技术;超硬刀具材料的应用、复合(组合)式各类高速切削刀具(工具)的结构设计与制造技术将成为刀具(工具)品种发展的主导技术。其中无屑加工工艺的搓、挤、滚压成形类刀具及Ti基陶瓷领域发展更快、应用更加广泛;机床技术:随着数控系统,关键功能部件、网络通讯技术的进步与完善,企业将促使多轴联动、多面高速加工中心,铣、车功能为一体的复合加工中心技术达到实用化;相应出现各类数控专用高效率加工机床;将更加广泛应用激光技术于机械成形加工、切割加工领域;机床数控系统的功能将可实施网络化通讯与生产,进一步提升数控机床的利用率;自动生产线:将以各类高速加工中心组成,大力发展柔性、敏捷制造工程技术;测量技术:随着高速加工系统工程技术广泛应用,数字化、激光图形处理测量技术和随机在线高速测量技术将广泛应用于柔性数控生产线及数控专用高效率加工机床上;网络技术:将在不断进步的计算机技术支持下,大力发展宽带网及网络安全技术。
总结
不可否认,机械制造业在我国国民经济中具有十分重要的地位,在我国经济的国际竞争中也扮演了非常重要的角色。但是我国机械生产制造技术还比较落后,与发达国家相比还有很大的差距,还处在学习和提高的阶段。而电子计算机在数控领域的运用,促进了我国数控技术的变革,给我国数控技术和机械制造业带来了新的机遇,我们应该把握好这个机会,大力发展数控技术。同时,数控加工技术的迅速发展也培养了一代拥有了先进数控技术的人才,进而促进了我国当代机械制造业快速的走向繁荣。
参考文献
对机械生产制造加工与运行的过程用数字信息进行控制的技术,可称之为数控技术。其具有高精度、高效率以及柔性自动化等特点。机械制造行业的发展,完善,更新改进过程的重要标志之一就是数控技术在机械制造行业中得到广泛认可与应用,数控技术中的最大特点就是以自动控制的模式,及时解决了机械制造生产过程控制上的时变性,非线性以及多层次性等较为复杂的控制问题,整合优化了机械制造生产的运行模式。数控技术既借鉴了传统的机械制造技术,同时也结合现代计算技术,网络通信技术,传感检测技术以及光机电技术于一体,已成为了现代化机械制造行业的核心技术。
2数控技术的原理
机械制造行业未来的发展趋势将朝着开放化,分布式,信息化的方向发展,故此在我国机械制造行业的深入发展过程中,对于数控技术也提出了更高的要求,促进了数控技术在我国机械制造行业数控技术中的应用,数控技术的深入应用有助于及时准确的找出机械制造行业生产加工过程中的信息故障等问题,优化了数控机械的加工过程。
3数控技术在我国机械制造行业中的应用
科学技术发展日新月异让数控技术在设计与制造上,有了更加广阔的空间,与此同时智能控制技术在机械制造行业中的应用,也推动了数控技术不断发展的脚步。目前数控技术在机电一体系统中的一系列产品中都得到了广泛应用,例如在机械制造过程中利用计算机辅助技术以及数控技术的相互结合,使我国机械制造行业中的重要组成部分机械制造向智能机械制造的方向发展,完善以及成熟,逐步取代了传统的制造技术。数控技术主要是应用多项不同的计算数据信息控制操作技术所展开的操作控制,其主要是一个混合以及集成的控制系统,是社会控制理论发展的一个崭新的高度,为机电一体化系统的发展开创了新的控制时代。数控技术指的是在没有外界因素参与组织的情况下,自行的启动智能机器所完成一些列的数控技术生产,其主要针对应用与在传统上较为复杂的控制系统之中。
3.1数控技术在我国汽车生产制造业中的应用
数控技术在汽车行业中的应用加快了汽车中复杂的零部件制造生产的程序,汽车零部件的快速形成带动了汽车制造行业在近些年来的迅猛发展,数控技术也成为了我国汽车制造业走向现代化发展道路的核心技术。通过将“高柔性”与“高效率”集合成于一体的数控技术,将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性集中在生产线上,在汽车零部件实现了更新频率快、技术含量高的机械制造生产目标,还实现了受益时间长、投资时间短、制造效率高的工业生产。汽车工业与数控技术的相结合使得加工零部件尤其是复杂的零部件可以比较轻松的做到,同时还能轻松的做到集成制造、虚拟制造以及柔性制造等,从而更进一步加深汽车工业与数控技术之间的关系。
3.2数控技术在我国机械制造设备行业中的应用
机械制造最根本的其实就是机械设备,两者的关系是相互的谁都不能缺少,随着数据技术的发展使得机械制造也产生了新的需求,必须拥有机床设备、控制能力以及机电一体化。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即在机床上应用计算机控制技术,也就是用数控技术对机床的加工进行指挥控制,这就是我们现在所熟悉的数控机床。这种新一代机电一体化产品是以代码来实现机床控制的,它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的工作等各种操作储存在控制介质内,从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,以控制机床使其加工出我们所需的工件。科技的进步,社会经济的发展,市场经济竞争也变得越发激烈,企业产品的性能成为了企业竞争的主要核心,而产品优胜之处关键在于机床的精度。与此同时生活水平的提升让人们对于机械制造业生产的需求也越来越大,推动了数控技术在我国机械制造行业中应用。数控技术在机械制造行业中的应用有助于优化产品的效能,提高机床的精度增强企业的竞争力,还能实现产品智能效果满足人们以及社会发展的需求,数控制技术在电力系统自动化中的融合发展,不仅给机械制造行业的生产操作流程进行优化调整的帮助,还可以大大的减少这一系统操作过程中的加工时间,进一步提高企业生产的工作效率。
2集成技术
由于航空产品有研制周期长,结构复杂,制造精度要求高,产品使用期长,售后情况复杂,研发生产合作国际化等特点,因此集成技术显得尤为重要。作为集成制造技术的重要组成部分,计算机集成制造技术通过计算机技术将CAD、数控编程、数控加工等原本各自独立的环节整合为一个有机整体,以达到提高产品质量,缩短制造过程,减少生产成本的目的。现代集成技术包含有信息集成、过程集成和企业间集成。通过现代集成技术可实现数字化、网络化、全球化制造。完成波音777研发生产后波音公司,开始实施DCAC/MRM(飞机结构设计与控制/制造资源管理),以达到从用户订单、设计制造、最终到交付使用的统一信息和过程管理的目的。现代集成技术可以解决以前单一数据源方面存在的问题,统一管理产品数据、生产管理过程数据。确定信息的完整性、唯一性、协调性、有效性、无冗余和安全性。将资源管理、设计、制造、销售、服务等5个过程的信息整合为一体。
3数控加工技术
先进的数控加工技术是当代航空制造业中一个重要的组成部分,也是柔性制造技术的基础。随着我国近年来大量新机研制项目的开发,大量的业务都需要国际间合作,各航空企业所保有的数控机床总量已大幅度增加,通过数控机床加工的零件数量明显增多。在航空制造所涉及的零部件主要特点是结构复杂、零件数量多,表面形状复杂。因此加工技术难度很大,在此需求背景下,对航空行业的数控加工技术水平有很高要求。为实现这一要求,以特征技术为基础的针对飞机零部件和发动机机构件的CAD/CAPP/CAM集成系统技术,分布式的DNC技术,CAP智能化技术,网络数据库以及相应的数据管理技术,车间生产组织、管理调度技术有了很大的提高。
4虚拟制造技术
虚拟制造的实质是通过相关软件在计算机中的制造,可在计算机中演示完整的制造过程。通过虚拟制造可以验证制造过程的安全性,并且可以进一步优化生产方案。从而保证设备与操作人员的安全,降低产品的生产成本,缩短生产工期,提高生产效率。
5计算机技术在常规成形领域中的应用
作为最早于计算机技术相结合的行业,计算机技术明显地推动着航空制造工业各方面的改变。计算机技术在航空部件制造的三大传统工艺(钣金、机械加工、铆装)中的广泛应用,航空制造技术水平有很大进步。飞机钣金件往往具有结构体积大,质量轻的特点,而且大部分飞机结构中的钣金部分是保证飞机气动外形的重要组成,其加工水平直接决定了飞机的气动性能。然而以蒙皮加工为例,传统的蒙皮拉形机往往以人工操作为主,加工质量取决于操作员的熟练度与技术水平,导致产品质量不稳定。不过随着大量采用数控技术的蒙皮拉形机的投入使用,产品质量得到稳定保障。在传统的机械加工方面,大量地对先进数控设备进行采用,使飞机零部件中的复杂表面加工,如发动机叶片的生产效率大大提高。在传统的飞机连接技术中主要采用铆接等方法,同时也导致了疲劳寿命低,密封性差等。而随着对真空电子束焊,激光焊等先进连接技术的研究,可以有效地改善机体结构的各项力学性能。
1.数控系统的简介和组成
1.1 数控技术的简介
数控技术就是数字程序控制技术,利用现代化的数字计算技术实现对工业设备的控制。数控技术解决了人工不能控制复杂的零件加工,提高了设备的精确度,尤其是精密仪器的制造。同时,数控技术实现了成批量生产,改善工人的工作环境,提高了安全系数。数控技术在机械制造业的应用是人类二十世纪最重大的技术进步。数控技术也是人类进入现代化制造业的标志,这些最终得益于计算机以及控制技术的进步。数控技术在现在的发展主要分为两个部分,一个是在控制技术上,也就是微控制器部分,从最早的单板机,现在更多使用PLC更适合工业生产,当然DSP和ARM的使用使控制技术更加的先进,在实时性和精确度上都大有改进。另一方面就被控制设备,现在激光技术已经可以使用,这使得切割技术和切割能力大为改进。
1.2 数控技术的组成
1)硬件系统。数控系统的硬件部分是工作的基础部分,它首先基于工业PC机,在PC机的控制主板上留有许多扩展槽,可以插入选用的控制模块,插入模块即可组成控制中心。在这里我们以PMAC为例说明,工控机的主板上的CPU和PMAC组成双微控制器系统。这两个CPU各有自己的工作,PMAC主要是完成对机床的控制,包括机械轴的运动、面板控制和信息的采集以及模数转化。控制机部分则要完成对整个系统的管理,包括各个部分的协调以及控制部分的输入。对于PMAC部分还必须有相应的输入输出接口,以及伺服驱动单元,伺服电机、编码器等,对于工控机还要有足够的存储空间,另外控制部分对电源的要求很高,电力部分以及备用电源也是必不可少的。 2)软件组成,现在的数控系统大多数都是前后台的结构,对于软件部分也相应的分为前台和后台程序。前台部分多为PMAC的实时控制软件程序,包括补模块、伺服驱动模块、PLC监控模块、加工程序解释模块、数据采集及数字化加工模块等,当然这部分很灵活,根据实际的需要可以添加其他的部分。后台程序主要是为了管理服务,主要实现控制程序的初始化,参数输入以及系统管理、CPU间的通讯等等。对于数控系统的组成这里只是大体的简单介绍,主要是因为它的组成受实际情况的限制,有些系统实际上非常简单,而一些大型的控制系统都有自己特殊部分。
2.数控切割机的特点
数控切割机之所以能够取代普通的切割机床得益于它在软硬件的优势,下面我们介绍一下数控切割机几点优势。
2.1 可编程,软操作
数控机床利用现在的微机控制技术,可意根据加工对象的改变实时的改变程序,或者加工目的的不同改变程序。硬件本身并不需要进行大的改动,普通的机床可能在改变对象时需要对硬件的某些部分进行改变,甚至进行大的改动。
2.2 高精确度,误差小
普通的机床工作依靠人工的经验和目测,但是一些零件的误差可能是0.01mm,人是很难目测的,即便是千分尺的话可能还有0.0001的误差。另外普通机床本身的机械部件精确度也不高,加工的零部件就更难要求精确度。数控机床的精确地是由微控制器控制的,以及该灵敏度的传感器检测,极大地提高了精确度,减小了误差。
2.3 高效率,成批量
数控机床的功率一般都比较大,刚性也好,传动机构都是无级变速,极大缩短的单个零件的加工时间。微控制器的工步都是毫秒级,指令的实现时间极短,现在的微控制器的频率越来越高,速度也将更快。在程序和功率的支持下,数控机床更容易实现大批量的生产,这也是现代工业的要求。
3.数控切割机在产品中的具体应用
火焰和等离子数控切割机是目前比较常用的一类切割机,由于他们本身具备手工和自动化工作两种工作方式,在实际的生产中有极大的优势,既可用于小型的生产加工,也可以是大型设备的加工。下面我们给出一个具体的例子,首先是制图,利用CAD对对象制图,然后对CAD制图进行技术处理,对制图的处理一定仔细这是加工前的第一步,而且对数据的处理也要科学合理,对数据的精确度要有足够的重视。把dwg的文件转换成dxf的文件,为进一步的处理做好准备。其次,设计工步,进行编程,生成机器码,对控制器进行烧写程序,当然通常这些都有机器完成。对数控系统初始化,试运行,以及对管理系统的输入输出检查。最后,进行数值计算。由于是自动编程,即图形交互式编程,大部分的节点、基点坐标数值都由计算机算出,只需在问答式的对话框中设好穿孔点位置、引入引出线(长度和角度)即可,根据图形界面提示,在输出代码前进行相应割嘴补偿。最后,拷盘,复查,试制。在实际的产品中一些步骤也可以删减,因为一些重复的工作可能降低效率,尤其是相似产品的大批量生产。
SONG Hui
(Hunlunbuir University, Hulunbeier, Inner Mongolia 021008)
Abstract Many local colleges and universities in mechanical manufacturing specialty are faced with difficult to find a breakthrough point for the transformation. From three angles, this paper expounds the breakthrough point of the transformation of mechanical manufacturing specialty with numerical control competition. One is the main difficulties encountered in the transformation and development of local colleges and Universities. For example teaching idea aspect, teacher aspect, fund aspect. Two is the role of skills competition in local universities, how to improve the enthusiasm of teachers and students, improve the utilization of equipment, etc. Three is how to use the skills competition to accelerate the transformation of mechanical manufacturing
Keywords numerical control; skill competition; transformation; mechanical manufacturing specialty
随着教育部、国家发改委、财政部要求地方普通本科高校向应用型转变的指导意见出台后,如何有效转型已经成为各高校重点关注的问题之一。尤其是“谁是转型的主体,向何处转型,如何转型”等深层次问题,更引发了广泛的思考和讨论。作为典型的以实践应用为主要内容的机械制造专业首当其冲的成为转型发展的重点专业,而由于多年的本科理论式教学使转型发展充满了困难。本文作者借世界技能大赛中国选拔赛为契机,提出以技能大赛中的数控方面相关比赛为突破口,加速机械制造专业转型发展。
1 地方本科高校转型发展遇到的困难
(1)教学理念方面。以呼伦贝尔学院机械制造专业为例,2008年开始招收第一届本科生后,在人才培养方案的制定、教学研究、日常教学等方面,由于受到传统的、以学科为主导的精英教育模式的影响以及地方本科高校客观条件的限制,基本都存在着重理论轻实践、重设计轻应用的现象。
(2)师资方面。多年的本科精英式教?W使大多数教师都注重理论研究而忽视了实践技能的培养。并且由于地方高校条件的限制,如编制、待遇等,对应用型、技能型教师的引进产生了诸多困难。而实现应用型人才培养、地方高校转型师资却是关键。
(3)资金方面。以机械制造专业为例,机制专业一般应侧重于生产制造,因此实验实习设备多是各种机床。而随着数控技术的发展,数控机床已成为制造业的主流生产加工设备。数控机床从价格上来说也比较昂贵,而且配套的工夹量具也是一笔不小的开支,更不用说每年耗费的刀具及毛坯的费用等。因此,资金短缺也成为了制约机械制造专业转型发展的一个十分重要的因素。
(4)政策方面。以呼伦贝尔学院为例,多数的规章制度政策都是针对理论教学制定的,在一定程度上忽视了实践教学。使得现在实践教学时经常出现无章可守、无法可依的局面,使很多实践教学活动无法正常顺利进行,并且无法充分调动师生从事实践教学活动的积极性。
2 技能大赛对地方本科高校的作用
数控技能大赛一般包括数控车、数控铣、加工中心(四轴、五轴)。在比赛过程中,参赛选手要根据图纸选择加工刀具、量具、夹具及加工工艺来进行工件的加工。充分考察了选手制图、测量、刀具、夹具、工艺及数控等方面的知识掌握程度、实践动手能力和选手各项综合素质(如身体素质、心理素质)。可以说,从参赛选手的水平可以看出一个学校的整体实力。而且由于省级及以上级别的技能大赛无论从精神上还是物质上都有较高的奖励,无论是对参赛师生还是学校都有着较大的吸引力。间接的促进了地方本科高校机械专业实现转型发展。
2.1 提高师生积极性
数控加工课程一般作为机械制造专业最后一门主干课,在授课结束后,教师基本不会在深入研究课程、学生也不会再进行深入学习。这就造成了教师理论知识丰富而实践知识匮乏,学生对课程内容一知半解到逐渐淡忘的局面。而如果以参加数控技能大赛为目标进行授课和学习,则会促使教师有动力深入研究课程,并从重理论轻实践变为理实并重、注重理论联系实际、着力提升自己的实践动手能力、积极积累实际加工经验;使学生也愿意进一步深入学习数控编程、工艺安排、测量技术等并努力提升实践动手能力。历届大赛丰厚的奖励也是提高师生积极性的有力保障。以为例,比赛第一名一般都是省级“五一劳动奖章”以及奖金若干。
2.2 提高设备利用率
数控课程由于实践学时较少,使得数控车床、数控铣床等设备缺乏有效利用率。有些学校的机床甚至一年也使用不了几回,造成了资源的严重浪费。如何提高设备利用率也成为很多高校亟需解决的问题,而通过数控技能大赛则可以很大程度上提高设备利用率。因为大赛首先考验的就是学生实操能力,而此能力唯有通过在数控机床上多多练习才能逐步提高。这样无形中提高了各种设备的使用率。
2.3 进一步促进教与学
数控技能大赛一般由理论考试、软件仿真和实际操作三部分组成。参赛学生需要对这三部分知识都要深度掌握才能在比赛中有所斩获,这就要求学生在上课注意听讲的同时,课下积极复习、多加练习才能达到掌握的程度。而获奖的学生可以从中找到自信,通过自己的努力可以获得较好的成绩。也会促使周围的同学从获奖同学的身上找到差距和今后努力的方向。
通过组织和指导学生参加数控技能大赛,相关指导教师也需要进一步提升自己的理论水平、实践能力及实践经验。在整个赛前训练中,教师一直占据着主导地位,选拔参赛选手、讲解理论试题、有针对性的进行实际操作练习、及时查缺补漏等等环节都主要由指导教师完成,可以说参赛选手的成绩好坏很大程度上取决于指导教师的水平和经验。这些都要求教师不断的学习和提高,转变教学思想和教学观念,经常深入制造企业一线去积累经验。同时不断学习新知识、新理念、新方法,稳步提升教学质量。
3 利用技能大赛加速机械制造专业转型
3.1 立足技能大赛,加强课程建设
以数控技能大赛为手段,改变以往基于知识储备的课程模式。把现代数控技术及数控机床、金属切削原理与刀具、机械制造工艺等机械制造专业核心课转变为基于知识应用的课程模式。以提高学生应用能力、解决问题能力为目标,通过运用工作过程系统化的方法,对本科机械制造专业核心课程进行改革。在课程改革建设中,既要注重学生实践应用能力的培养,又要兼顾学生理论水平的提高。地方本科高校转型要紧抓国家指导思想,结合自身实际,培养高素质应用人才。高素质应用型人才就是既有足够的理论基础和专业素养,又能够理论联系实际将知识应用于实际的人才。
3.2 强化师资队伍建设
以数控技能大赛为手段,改变以往教师“重理论轻应用,重知识轻能力,重书本轻实践,重课内轻课外,重传统轻创新,重统一轻个性”的思想,使高校教师从理论型向应用型转变。以大赛促转型,建设一支高水平、师资结构合理的教师队伍是地方本科高校转型的关键。师资队伍结构包括年龄结构、职称结构、学历结构等,如数控技能大赛指导教师队伍既要有职称较高经验丰富的老教师、又要有精力旺盛、敢打敢拼的年轻教师等。师资队伍的建设既要注重引进,也要注重培养,要?榻淌Υ丛旄?多的培训机会,派专业教师定期到企业进行专业实践,更新自己的专业知识,提高自己的专业技能,了解新工艺和新技术,了解企业的运作方式。
3.3 加强校企合作建设
相信在其中是“人”的问题在发挥作用。再好的流程,没有“人”去执行,可能也做不出“好业绩”来。
经验与教训告诉我们,在制造业的集成供应链与物流管理中。“人”的作用是非常重要的。
这里所指的“人”不是具体指哪一个人,而主要是指人所在的组织结构以及人在组织结构中的角色与责任。另外还包括人所处的企业文化环境。
图1是典型的制造业集成供应链管理的组织结构图,它与传统的公司组织结构的区别在于:
1 计划是相对独立的
这是符合SCOR的要求的。在SCOR流程中。第一个就是P-计划。在这个组织结构中,生产计划、采购计划、库存计划被独立到一个部门,而不是像传统的公司,采购计划员归采购部管,生产计划员归生产部门管。
我们知道,把流程分为计划层、管理层、善后处理层,之所以这样分,是因为计划与执行根本就是两回事。例如生产部门自己做生产计划,有可能想做多少就做多少;采购部门自己做采购计划,想买多少就买多少,而且通常只会多买,不会少买。更重要的是,计划“玩”的是数字,是谋略,而执行就是让你干什么就干什么。计划与采购需要不同素质和能力的人。我们希望采购员是谈判专家,这种人一般应是外向型人才。而计划员则必须要踏踏实实地和数字打交道,因此,对数字比较敏感的人适合做计划员,而不是由外向型的谈判专家来计划企业的未来。
计划的独立性就如同国家司法的独立性一样重要。
2 单独设立了库存计划员职位
库存计划员的主要职责是监督。很多公司是不设这个职位的。
3 把采购分为两部分
一部分是下单采购,即PROCUREMENT,另一部分是外包采购,即SOURCING。
采购的主要任务是谈判。PROCUREMENT主要是根据工厂的MRP来谈判DELIVERY,即交货方面的事务;SOURCING是根据设计BOM寻找合适的供应商,并谈判品质、价格、交货与运输条款等业务。他们谈判的内容不同,所以对他们的素质以及任职资格的要求也不同。SOURCING的采购员要求必须“懂技术”,必须对所要采购的物料具备足够的商品知识。并能够处理与物料相关的一些技术问题。业界通常寻找那些具有理工科背景,最好是做过研发、技术支持或品质的人。而对下单采购员则没有这样高的要求。
把采购分开的好处是能够让不同的采购员运用不同的能力做不同的事;同时。在杜绝采购贿赂方面也会起到一定作用。
4 生产部点线向供应链管理经理汇报工作
在“一切为了生产”的年代,或在那些“生产是老大”的公司,供应链与物流管理的相关职能往往被分解到生产、财务等各个部门中,成为附属部门。而这个组织结构正好相反,把生产作为供应链管理的一部分,这与需求与供应链管理的流程是一致的。生产作为一个典型的执行部门,从供应链管理流程角度,它只是对内采购的管理而已,也就是说生产是为供应链服务的。
当然,这种组织结构不一定是最好的。但很多企业的业绩不好。除了流程的问题之外,组织结构是个大问题。
1 库存控制就是仓库管理吗?
库存控制与仓库管理有关。但绝不仅仅是仓库管理。库存控制的真正定义应是在保证给客户及时交货的前提下,如何降低库存(持有成本),提高库存周转率。
在英语中,库存控制称为Inventory Control。而仓库管理称为Warehousing&Storing Management。仓库管理是库存控制的一个重要的基础环节。
要实现对客户的及时交货,并尽可能提高库存周转率,从而提高制造业现金周转效率。需要供应链管理的各个职能部门的积极参与。包括销售、财务、计划、采购、生产、仓储、物流运输、ERP等。
2 什么是库存周转率?
库存周转率实际是一个财务概念,反应的是用于库存这个流动资产的现金周转效率。直观地理解就是原材料一年周转了多少次。
库存周转次数越高。说明现金利用效率越高。
3 上TERP系统就一定能降低库存吗?
ERP可以帮助降低库存,但不一定是“一定”会降低库存。
理论上按照MRP的逻辑。企业通过按需采购,按需生产/出货,可以把库存降低。但实际上企业的库存管理是非常复杂的技术问题,牵扯到整个需求与供应链的管理流程、组织结构的设定与执行效果。
4 库存到底是什么?
库存既不是一种“浪费”,也不是“为应付需求波动而建立的储备”。库存是需求与供应链管理流程的“粘结剂”。不正常的库存积压是整个需求与供应链流程管理不协调的产物。
5 如何解决库存问题以提高库存周转率?
不可以简单地说库存就是放在仓库里的存货。至少不应把库存问题与组织中某个个体的表现直接联系起来。解决库存问题的根本原则是解决需求与供应链管理中的流程不协调问题。当然还涉及公司的组织结构问题。流程与组织结构的问题解决了,加上合适的工具,理论上库存可以达到无限小,库存周转率可以无限大。
6 如何做到“零库存”?
从来就没有真正的“零库存”,只能把库存做到尽可能低。
既然库存是需求与供应链管理流程的“粘结剂”,就不能只考虑自己的库存。还要考虑供应商、客户,甚至包括供应商的供应商、客户的客户的库存。这条线就是库存。这条线不能太粗。也不能太细,太粗了大家扛不动。太细就会断。
7 JIT与库存控制的关系是什么?
JIT是精益生产中的理念,具体实现方式是看板。
看板最早起源于内部生产原材料、半成品的库存流转控制,逐渐引申到对供应商物料的控制。看板的局限性在于它只适应于生产、需求比较稳定的流程作业情况。外部JIT的实现是大多数企业无法做到的。
8 JIT与ERP水火不相容吗?
JIT与ERP并非水火不容。之所以有这种说法是因为很多人的经验、经历的局限性。实践证明,JIT与ERP的联合运营可以相互取长补短,尤其体现在库存控制方面。其结合的效果非常好。
9 VMI是怎么回事?
VMI(供应商管理库存)考虑的是供应链管理条件下的库存控制。但并不是所有企业都可以做VMI。大多数企业无法实现VMI。这里除了技术问题(如信息技术、流程设计等),最关键的就是对供应商的议价能力。
10 JMI是怎么回事?
JMI(联合库存管理)是在VMI基础上的一种发展,强调3PL的参与。JMI的核心是供应商、3PL、厂商、客户共同联合起来,管理整个需求与供应链的节点库存。
11 CPFR与JMI的关系是什么?
如果说VMI是库存控制的具体表现形式,CPFR(联合计划、预测与库存补充)则是一种更高的理念。它更强调在计划、预测、库存补充方面的联合,具体表现是:需求与供应链任何一个节点的库存都是供需双方共同决定的结果。
12 企业实际库存控制的难点在哪里?
洛阳首阳山电厂二期2x300MW汽轮机为日立公司TCDF-33.5亚临界压力、中间再热、双缸双排汽、冲动、凝汽式汽轮机,于1995年12月和1996年3月投产。汽轮机调节系统为数字电液调节(D—EHG),采用低压汽轮机油电液调节。执行机构的设置为1个高压油动机带动4个高压调速汽门,2个中压油动机带动2个中压调速汽门。每个油动机由一个电液伺服阀控制,1台汽轮机的3个油动机(CV、左右侧ICV)的电液伺服阀均为日本制造的Abex415型电液伺服阀。控制油和油均采用同一油源即主油箱内的N32号防锈汽轮机油,在控制油路上安装一精密滤网(精度为51μm)。
1.2 存在问题
首阳LU电厂3、4号机组从1995年试运开始,机组启动冲转过程中经常出现油动机突然不动的现象,经检查控制系统正常,信号传输正常,均为伺服阀故障所致,伺服阀更换后调节系统恢复正常。机组在带负荷稳定运行和中压调节门活动试验日寸,也出现油动机不动的情况及油动机全开或全关的现象,
检查均为伺服阀故障。
伺服阀出现故障必须进行更换,而这种调节系统设计形式伺服阀无法隔离,只能被迫停机更换。首阳山电厂3、4号机组由于伺服阀原因造成的停机:2000年分别为8次、5次,2001年分别为1次、2次;截止到2002年6月仅3号机组由于伺服阀原因造成的停机就达4次。对拆下来的故障伺服阀进行检查,发现其内部滤芯堵塞、喷嘴堵塞、滑阀卡涩。伺服阀内部滤芯堵塞引起伺服阀前置级控制压力过低,不能控制伺眼阀的第2级滑阀运动,致使油动机拒动(对控制信号不响应);喷嘴堵塞油动机关闭;伺服阀卡涩,使油动机保持在全开或全关位置。油质污染是造成上述故障的主要原因,油质污染造成伺阀卡涩的故障占伺服阀故障的85%[1]。
1.3 油质状况及防止伺服阀卡涩的措施
由于3、4号机组试运时就经常发生伺服阀卡涩,移交生产后首阳山电厂对油质就非常重视,1996年成立了滤油班加强滤油管理,提高油质清洁度。伺服阀卡涩频率比试运时降低了许多,但次数还比较多。
日立《汽轮机维护手册》标明,伺服阀可在等于或低于NASl638第7级污染程度的油质中良好工作。二期油系统管路设计为套管形式,滤网后向伺服阀供油的控制油管位于油回油管中无法取样监测,只能监视油的清洁度。根据旧的《电厂用运行中汽轮机油质量标准》[2]中对油中机械杂质的要求是外观目视无杂质,1996年至今,每周化验3、4号机油,油样透明、无杂质(有一段时间含少量水分,极少检查有杂质)。新的《电厂用运行中汽轮机油质量标准》[3]除要求外观目视油中无机械杂质外,对油质提出了更高要求:250MW及以上机组要求测试颗粒度,参考国外标准极限值NASl638规定8-9级或MOOG规定6级;有的300MW汽轮机系统和调速系统共用一个油箱,也用矿物汽轮机油,此时油中颗粒度指标应按制造厂提供的指标,测试周期为每6个月1次。2001年对3、4号机组汽轮机油取样讲行颗粒度分析,运行油颗粒度均合格(见表1)。
伺服阀卡涩引起停机,对机组安全性影响非常大,且伺服阀卡涩引起机组非计划停运影响电厂的经济性。首阳山电厂采取了以下临时措施:
(1)定期更换伺服阀,超过3个月后遇到机组停机进行更换;(2)定期切换控制油滤芯,并对其清洗;(3)滤油机连续运行时提高油质清洁度;(4)加强油质检验。
从运行看,因伺服阀卡涩引起停机次数有所减少。但尚无从根本上解决问题,为此经分析、研究提出一系列改造设想,如“采用独立的控制油源”、“不停机更换伺服阀”等,但由于系统改造量大、改造费用高或技术上不可行而均放弃。经多方分析、调研,提出将伺服阀改型,选用抗污染性能较强的DDV阀的方案。
二、Abex415型电液伺服阀
2.1 工作原理
电液伺服阀是电液转换元件,又是功率放大元件,它把微小的电气信号转换成大功率的液压能输出,控制调速汽门的阀位。它的性能优劣对电液调节系统影响很大,是电液调节系统的核心和关键。该伺服阀为射流管式力反馈二级电液伺服阀,为四通阀门,其作用是控制进出液压系统的油量,使其与输入的电信号成比例,主要由阀体、转距电动机(线圈、电枢)、永久性磁铁、第1级射流管、压力反馈弹簧、第2级滑阀、“O”形环、外壳等组成(见图1)。
其工作原理:少量液压油从油源流经滤网,然后流经连接在力矩马达转子上的软管,最后从喷油嘴流出。从喷嘴出来的油喷到2根集油管上,2根油管分别连于滑阀的两端。无偏移时,每个集油管产生约二分之一的管道压力,因而无差压产生,所以滑阀平衡。电流流过力矩马达时即产生一定力矩,使力矩马达的转子转动一个小角度。若转子为反时针转动,则喷油管向右移动,引起更多的油喷到右边的集油管上,即产生压力,而左边集油管产生较小的压力。这样滑阀上出现压差,引起滑阀向左移动。滑阀一直向左移动直到回位弹簧产生的反力与力矩马达产生的力相等为止。这时滑阀处于一新的平衡位置。第2级电流成正比。如电流极性相反,则滑阀移到另一侧。
2.2 主要特点
(1)该阀为射流管式力反馈二级放大电液伺服阀;(2)低滞环,高分辨率;(3)灵敏度高,线性好且控制精度高;(4)控制油采用油同一油源即主油箱内的N32号防锈汽轮机油,对油质要求高且抗污染能力差。
2.3 主要技术规范
伺服阀的型号、参数见表2。转贴于 三、DDV伺服阀技术介绍
3.1 工作原理
DDV伺服阀由集成块电子线路、直线马达、阀芯、阀套等几部分构成(见图2)。其工作原理为:一个电指令信号施加到阀芯位置控制器集成块上,电子线路在直线马达产生一个脉宽调制(PWM)电流,震荡器使阀芯位置传感器(LVDT)励磁。经解调后的阀芯位置信号和指令位置信号进行比较,阀芯位置控制器产生一个电流输出给力矩马达,力矩马达驱动阀芯,一直使阀芯移动到指令位置。阀芯的位置与指令信号大小成正比。伺服阀的实际流量Q是阀芯位置与通过阀芯计量边的压力降的函数。
永磁直线马达结构见图3。其工作原理:直线马达是一个永磁的差动马达,永磁提供部分所需的磁力,直线马达所需的电流明显低于同量级的比例电磁线圈所需的电流。直线马达具有中性的中位,因
为它一偏离中位就会产生力和行程,力和行程与电流成正比,,自线马达在向外伸出的过程巾必须克服高刚度弹簧所产生的对中力与外部的附加力(即液动力及由污染引起的摩擦力)。在直线马达返回中位时,对中弹簧力是和马达产生的力同方向的,等于给阀芯提供了附加的驱动力,因此使DDV伺服阀对污染的敏感性大为降低。直线马达借助对,卜弹簧回中,不需外加电流。停电、电缆损坏或紧急停机情况下,伺服阀均能自行回中,无需外力推动。
3.2 主要特点
DDV阀是MOOG公司最新研制成功的新型电液伺服阀,目前已由MOOGGmbH(德国)公司进行批量生产。它是一种直接驱动式伺服阀,用集成电路实现阀芯位置的闭环控制。阀芯的驱动装置是永磁直线力马达,对中弹簧使阀芯保持在中位,直线力马达克服弹簧的对中力使阀芯在2个方向都可偏离中位,平衡在一个新的位置,这样就解决了比例电磁线圈只能在一个方向产:生力的不足之处。阀芯位置闭环控制电子线路与脉宽调制(PWM)驱动电子线路固化为一块集成块,用特殊的连接技术固定在伺服阀内,因此该伺服阀无需配套电子装置就能对其进行控制。
DDV阀与“射流管式伺服阀”(或“双喷嘴力反馈两级伺服阀”)相比,其最大特点是:(1)无液压前置级;(2)用大功率的直线力马达替代丁小功率的力矩马达;(3)用先进的集成块与微型位置传感器替代了工艺复杂的机械反馈装置一力反馈杆与弹簧管;(4)低的滞环,高的分辨率;(5)保持了带前置级的两级伺服阀的基本性能与技术指标;(6)对控制油质抗污染能力大大提高;(7)降低运行维护成本。
3.3 主要技术参数
DDV伺服阀的型号、参数(D633系列)见表3。
四、技术改造方案及设备安装调试
通过技术改造实现的目标:(1)彻底解决伺服阀卡涩;(2)不改变调节系统的调节特性;(3)具有
高的可靠性、安全性;(4)改造量小。
改造方案:(1)将汽轮机的CV、左右侧ICV伺服阀均改为DDV型伺服阀。(2)机械方面:因2种伺服阀形状、开孔尺寸及安装尺寸不同,在伺服阀与执行器间加装连接用的油路集成块,并在集成块上安装进油滤网。(3)热工方面:安装电源及信号转换箱,接受HITASS的D-EHG控制信号(±8mA)和2路220V交流电源(一路UPS,一路保安段),将控制信号(±8mA)变为电压信号(±10V)作为DDV的控制信号,交流220V转换为直流24V作为DDV的电源。
通过静止试验表明,调节系统静态特性达到与改型前试验数值基本一致,表明伺服阀改为DDV阀后,整个控制系统调节方法、调节性能无变化。改型前后静态试验数据见表4、5。
为检验伺服阀改为DDV阀后是否安全,能否保证失电状况下执行器关闭,进行了失电试验:加一开启信号,执行器开启;就地拔去信号接头,执行器自行关闭。
五、运行实践及经济分析
4号机组自2001年9月运行至今,机组启停多次,调节系统可靠稳定,没有发生一次因伺服阀卡涩而造成机组的非计划停运。
技术改造后对机组安全、经济方面的影响。安全性:避免了伺服阀卡涩,极大地提高了机组的安全性、可靠性且机组非计划停运次数大大减少;经济性:技术改造除增加发电量外,每年约可节约费用74万元。技术改造费为每台机20万元,2台机组共40万元。1台机组1年就可收回2台机组的全部投资,经济效益显著。
六、结 论
设计是有效控制工程造价的关键。因此要有效地控制工程造价,必须坚决把造价控制的重点转移到建设前期的设计阶段来,因为没有设计阶段的造价控制,就不会有真正意义上的造价控制,没有设计方面的节约资金,就难有真正意义上的节约资金。
1 施工企业工程造价的特点
现时建筑工程施工企业工程造价的特点有以下几点。市场性:为获取市场份额而以激烈竞标方式产生的市场竞争,它体现建筑市场的竞争的激烈程度与供求关系;若市场竞争的激烈程度越高,那么合同价格构成就越有苛刻的条件,而“先定价后生产”的特性导致报价风险,这样就必定带来了风险性和竞争性。单体性:以在施工企业的角度来考虑,施工企业的生存条件是在资质条件许可的基础上将各类合格建筑产品生产完成并交付使用。网络性:在施工企业对建筑产品进行建造时,在横向加以分析:企业内部多个部门相互约束、配合,所涉及到的部门有预算、材料供应、劳动调配、机械配置、施工技术、财务成本等;从纵向分析:经历信息跟踪、招标投标、合同签订、组织施工、竣工结算等各个阶段的循序渐进。所以,建筑产品造价的形成是纵横交织的网络结构。
2 施工企业工程造价控制技术的应用
2.1 制定企业定额。作为产品生产过程控制工程造价的基本依据套用国家或行业部门的定额不符合本企业的实际,故企业应收集自己的施工资料、建立自己的数据库。①企业定额的制定应可以将企业本身的劳动生产水平真实的反映出来,其中包含企业机械设备、技术装备,企业劳动生产率,企业常用的施工方法。②企业定额的制定要能够满足市场竞争的要求,所编制的企业定额只有比社会平均先进水平高,这个企业才具有社会竞争力;对于低于社会平均先进水平的企业定额,应采取优化施工方案、改进施工工艺等措施使企业的生产水平得以提高,从而对市场竞争需求能够有所适应。③企业定额的制定要遵守以企业实际的消耗量为主,参照相应定额为辅的原则。企业定额要充分体现企业个性,又要反映本企业不同时期、地点、特点的各个工程项目的共性,体现企业在某方面的技术优势以及企业的局部或全面管理方面的优势,单价应实行动态管理。企业定额方法要和国家现行定额规定相一致,其构成内容要和企业事实上的管理水平相一致,料、工、机取定计量单位要和现行定额相一致,材料价格要和企业实际的材料供应水平保持一致。
2.2 报价与预算。投标报价与工程预算是密切相关的,投标前需先取得由预算人员完成的工程预算,再由企业经营者在预算价的基础之上决策决定投标报价工程预算分析如下:①静态分析:先对工程预算进行分项工程统计、汇总,对其相应分项比例指数如单位工程量造价、主要材料用量、砼含筋量、人工消耗等进行核算;之后核对和反算以上所说的指数,即和情况相似的同类工程进行比较核对,计算它们的差值;最后提出能够优化施工方案、提高工效、改善施工工艺、节约管理费用的可行性措施,发掘预算中的潜在利润,把它们综合到一块来对报价方案进行分析。②动态分析:对于随时变化的市场信息应及时反馈到企业内部的市场研究机构中,对报价决策水平的提高,意义举足轻重。市场价为动态的,材料价格是首要的,同时是动态的,材料价格和物价指数受工程所在地的交通运输情况和材料供求情况的影响。投标报价不仅受到国家和地区颁发的定额和与之配套的取费标准等规定的约束,还要受到企业实力、市场价格变化和竞争形势的影响,也要求我们的投标报价要在接近标底的合理幅度范围以内。
2.3 收集整理造价资料。根据企业以往工程的施工经验和数据,对有重复使用价值的一些工程造价资料进行收集整理、对过往项目中所存在的问题进行研究分析,对影响工程造价系数与索赔费用计算方法进行测定,对投标项目可能会产生的风险进行预测,提出必要的措施进行防范,与投标项目的招标要求相结合,及时准确地将投标报价做出来。为对造价进行有效控制,应将竞争机制引入进来通过招标投标同时签订承包合同,这样所确定出的造价具有法律效力与竞争性,同时这个造价是企业必须控制的最高限价。作为施工企业要详细分解其价格的构成。企业应把外部的招标条件、竞争形势及中标价格的构成,通过内部的招投标方式和内部的企业定额和管理费用标准,分别编制工程施工、材料供应、机械设备台班使用等各种内部招标价格,把外部的竞争机制转移给企业内部的项目部、材料供应部、机械设备管理部,形成新的控制价格,从而达到不突破合同价格和有效控制施工成本的目的。①材料物资采购实行招标采购以有效降低采购成本。②做好施工班组的机械设备的管、用、养、修,合理调配使用机械,发挥机械最大效能。内部中标部门应适时处理工程内容的增减、设计变更、材料代用、市场材料价格的变化及施工索赔等动态事宜,及时弥补企业的合理消耗和补偿以促进工程造价更趋合理。
企业内部建立中间结算制度,促进造价真实合理因施工要素价格的市场变化,施工企业应对人员、材料和机械台班价格做出适时调整,并取得业主方认可,使工程造价及时反映当时市场价格水平,为企业收取进度款和成本分析提供依据。工程造价人员应做好:①熟练掌握施工工艺、知悉设计变更的工程部位、材料代用项目、现场施工情况和合同协议条款。②及时收集月(季)度施工进度申报量、当期当地建设主管部门公布的材料指导价格、费用调整规定以及与工程结算的有关资料。③分析和预测结算时可能出现的异议,及早准备相关依据和理由并提出解决办法。
3 结束语
工程造价控制是施工企业在市场经济条件下应着力落实的管理技术,应根据自身的特点,积极做好“合理预测、静态控制、动态管理”,用科学方法武装企业,用科学数据指导施工,力求节能降耗,通过各种合理有效的造价控制技术方法,在施工管理中实现企业经济效益的最大化。
现代人对健康有着较高要求,而现阶段影响人体健康的不仅是食物,还有噪声。在数控机床运行中很容易因液压系统存在问题而带来一定的噪声,这种噪声分贝往往超过了人的承受范围,在影响人体健康的同时也给数控机床正常使用带来不利影响,因此,如何防治数控机床液压系统振动与噪声就成为现阶段最重要的工作。
一、导致液压系统振动与噪声产生的因素
通过对数控机床液压系统的研究可以发现,促使液压系统振动与噪声产生的因素主要有以下几种:第一,零件不平衡、不同心或间隙调整不当。首先,因受到零件不平衡的影响,导致液压系统中尤其是电动机、马达等在快速运转的影响下,经常会因设计与制造不当等带来弯曲振动等,由此产生的振动就会通过基座扩散到其他部件中,此时不仅会带来振动,也会带来一定噪声。其次,零件安装不当,在液压系统安装时,经常会因部件安装缺乏公平性等带来噪声。最后,联轴器配合不当会带来噪声。在数控机床液压系统中,联轴器起到连接作用,是液压泵与电动机连接中不可缺少的一部分,如果联轴器出现偏斜等情况,难免会带来振动与噪声。第二,液压泵、气体流动以及控制阀等带来的噪声。在液压系统运行中,在流体的作用下经常会出现噪声。通过研究发现,导致液压泵噪声产生的因素与液压功率有关,在液压功率不断增大的情况下,噪声也会逐渐增加,流量脉动、压力冲击等都会带来一定噪声。同时,气体流动也会带来噪声。如果油液中夹杂空气,那么就会让气泡悬在液压油中,并在其中形成气穴,在这样的油液压力升到一定高度以后,气泡便会转眼间被压破且带来噪声。此外,在液压系统中有大量的控制阀,这些控制阀在使用中经常会因受背压、方向等因素的影响产生振动与噪声。
二、数控机床液压系统振动与噪声的防治及改进措施
为减少数控机床液压系统振动与噪声产生,避免噪声扩大化,应从以下几方面做好防治与改进:
(一)液压系统结构的改进
在数控机床液压系统控制的过程中,应重视低噪声液压元件的运用,通过研究发现,老式液压泵多以柱塞泵或齿轮泵为主,它们噪声的振动与噪声相对于叶片泵要大很多,额定压力也很高,所以,很多数控机床液压系统中依然采用柱塞泵或齿轮泵,针对这种情况就需要改进叶片泵额定压力,至少应保证其额定压力在20MPa左右,以此减少振动与噪声。其次,控制好液压泵数量。通过研究发现,在液压泵数量减少的情况下,振动与噪声也会减少,所以,这就需要控制好液压泵的数量,在传统液压系统需要借助多个液压泵调节流量与压力,为保证液压泵流量与压力,可以按照比例调整压力与流量,以此减少液压泵数量。再者,将蓄能器应用其中,在压力脉动的作用下很容易出现噪声,为消除噪声可以将蓄能器应用进来,尽管蓄能器的容量小,但其惯性相对较小,反应也很灵敏,在利用蓄能器的过程中,应将蓄能器频率控制在几十赫兹左右,以便减少压力脉动。最后,做好消振器与滤波器设置,一般来讲,消振器有很多形式,可以应用的消振器有高频压力消振器、微穿孔液消振器。在实际利用中常见的滤波器有液压滤波器,这些设备的应用都可以最大程度地减少振动与噪声。
(二)液压装置安装方式的改进
为做好振动与噪声控制,还需要进一步改进液压装置安装方式,可以从以下两方面入手:第一,安装合适的液压泵。在安装液压泵与电动机的过程中,应保证两者的轴度误差不超过0.02mm,且将柔性联轴器应用其中。在安装液压泵的过程中,若泵与电动机安装在油箱盖上,那么就需要在油箱盖上安装好防振材料与消声材料,同时也可以结合实际,将吸油高度与吸油密度较好的设备应用其中,只有这样才能保证设计合理。第二,管道安装。做好管道安装也是一项十分重要的工作,为做好防振与噪声消除,可以用软管实现连接,并适当缩短管道长度,提高管道刚性,避免管道之间发生共振的情况。同时,在密封的过程中,应以垂直密封为主,对于阀类部件来说,在实际利用中应重视弹簧的应用,且注意加密封垫的运用,防止油管中因夹杂空气导致振动与噪声。此外,还要控制好管道弯曲度,最大不超过30度,且弯头曲率半径应在管道直径的五倍以上。
(三)选择合适的油液
在液压系统振动与噪声防治的过程中,还要重视油液的选择,并避免油液受污染。在选择油液的过程中,应避免选择黏度过高的油液,如果将这样的油液应用其中,就会给液压泵带来一定的较大吸入阻力,进而产生噪声,所以,应控制油液黏度,保证油液具有良好的消泡能力,尽管这样的做法需要大量资金投入,但其后期效果较好,不仅可以延长设备运行寿命,还能减少对液压泵及元件的损害。通过研究发现,抗磨液压油凝点较高,总体效果较好,所以,最好选择抗磨液压油。同时,再好的油液受到污染以后都无法发挥应有作用,一旦油液受到污染,就会出现油箱内滤网堵塞的情况,也会带来油泵无法顺利吸油,更会影响回油,并带来噪声与振动,针对这种情况,就需要相关工作人员经常清洗油箱,在注油的过程中可以将过滤器或滤网应用其中,这样就可以再次对油液做过滤,提升油液质量,还要在油液底部设置好隔板,在隔板的作用下,回油区中的油液在沉淀的作用下就会将杂质留在回油区中,有效防止了油液流回到吸油区中。
(四)避免液压冲击
在防止液压冲击的过程中,可以从以下两方面入手:第一,当阀口突然关闭时的液压冲击。在解决此类问题的过程中,应适当降低换向阀关闭速度,随着换向阀关闭速度的降低,换向时间就会提升,在制动换向时间高于0.2s以后,冲击压力便会下降,所以,可以将具有可调性的换向阀应用到液压系统中。由于流速也是导致振动与噪声产生的因素,所以,在防止液压冲击的过程中也要控制好流速,最好将管道流速控制在每秒4.5m以下。同时控制好管道长度,尽量不选择带有弯度的管道,并将软管作为主要管道。为最大程度地减少液压冲击,最好在滑阀关闭以前适当控制好液体流速,这也是有效减少液压冲击的有效方式。第二,当运动部件制动与减速时带来液压冲击。在防治此类冲击时,首先,可以在液压缸入口与出口处设置好反应灵敏、灵活性好的安全阀,最好以直动安全阀为主,且控制好其压力,只有这样才能避免压力过高带来的冲击。其次,将减速阀作为应用重点,以此避免因油路关闭过缓带来不必要的冲击,同时还要控制好运动部件速度,它的速度应控制在每分钟10m以下。再者,为避免液压冲击过大,最好在液压缸上部设置一定的缓冲设备,这样不仅可以防止液压缸中的排油速度过快,还能控制好液压缸运行速度,避免产生过大冲击,另外,还要在液压缸中安装好平衡阀与背压阀,这样不仅可以最大程度地降低液压的流动速度,还能有效避免前冲,这也是提升背压压力的有效方式。最后,有必要将具有阻尼作用的换向阀应用其中,以大型阻尼为主,且将单向节流阀关闭,并控制好压力,避免压力过高。在减少液压冲击的过程中,还要控制好液压缸缸体的间隙度,防止间隙度过大或密封不合理影响液压系统正常运行,为防范此类事件的出现,最好应用新型活塞,设置好合适的密封件,只有这样最大程度地避免不良事件的产生。
结语
通过以上研究得知,导致数控机床液压系统振动与噪声产生的因素有很多,如果不能将这些问题及时消除,将直接影响到数控机床正常运用,也会带来不必要的噪声,针对这种情况,文章联系实际情况,从四方面提出了有利于振动与噪声防治与改进的措施,希望能为相关人士带来有效参考,将这些内容有计划的应用到实际工作中,只有这样才能不断提升液压系统综合性能。