1、浅谈装备制造业数字化的应用与对策【摘 要】数字化装备制造已经成为新的制造技术和制造模式，并成为推动 21 世纪制造业向前发展的强大动力。本文主要就装备制造业数字化的应用与对策进行了探讨。 【关键词】装备；制造业；数字化；应用 近年来，装备制造企业数控设备大幅度增加，而相关的数控配套技术及管理没有同步协调发展，引进的数控设备存在利用率和加工效率低的问题，制约了企业制造水平的进一步提高。因此，提高装备制造业设备利用率和加工效率，提升产品制造能力，推动企业数字化制造技术的发展，是当前亟待解决的问题。 一、建立以数字化设备为中心的现场服务体系 相关数据表明建立以数控设备为中心的服务体系，根据刀具、夹具
2、、物料等制造资源需求计划，分厂生产准备部门提前进行刀具、夹具、物料的准备并将其配送到加工机床旁，不仅减少了数控机床无谓停工时间，更提高数控设备利用率。 为实现资源准备向集中配送方式转变，应该设置物料准备工作站，刀具准备工作站和数控工艺准备工作站。 数控设备故障的及时诊断和处理也是提高数控设备效率的重要环节。培养精通机械和电气方面的复合人才，在分厂设置维修、维护责任工程师，建立分厂故障处理数据库，提高故障诊断和处理反应能力。 二、采用先进刀具，推广切削新理念和新技术 在装备零件制造成本中管理费约占 1/4，加工费占到 7/10，刀具费用所占甚少，所以应该使用好的刀具，如此一来就算刀具费用增加，但
3、能有效提高切削速度或进给量，大大提高切削效率，减少加工费用，降低零件制造成本。虽说刀具价格较贵，但由于提高了加工效率。分摊到每一工件上的刀具费用不但没有增加甚至有所减少。 当然，在保证有好的使用刀具外，还应注重提高切削效率和延长刀具寿命，方能真正降低制造成本。因此，应该通过应用新刀具、新工艺来提高生产效率。变比价采购为比效采购，对于不同刀具厂商，各种型式和种类的新刀具，应设置专门的技术人员开展新刀具的切削试验和应用研究。转变切削理念，通过对公司典型材料的切削试验，选择最适应实际加工需要的刀具，维持一定期间刀具的稳定性，同时使刀具切削参数标准化，并推广使用，避免机台加工同类产品刀具的频繁更换，提
4、高数控设备的加工效率。 引入刀具管理软件，通过信息集中，实现刀具资源的共享。逐步建立重点刀具和通用刀具切削数据库，逐步在关键机台、瓶颈工序实现切削用量的工艺同化。转变切削观念，选择与刀具、机床等相适合的切削参数，已成为机床操作者必须掌握的技能。建议邀请主要刀具公司的刀具专家授课，理论讲解与实例教学相结合，开展新刀具的应用技术培训。此外，调研中同时了解到，一些公司已在设计中有意识地更多考虑数控加工的需求，比如，根据刀具系列化的需求选取圆角半径和孔径的系列化、较复杂的切点和交点采用坐标法标注，避免编程时的复杂计算等等。三、应用高效数字化装备加工技术 数控加工工艺、程序编制的规范化在一定程度上体现了
5、企业数控加工技术应用的水平，通过规范化来约束数控程序的多样化，进而提高刀具轨迹的质量。比对典型零件机械加工工艺经验，建立规范化的数控加工工艺模板与数控程序模板，可以大幅度提高工艺、程序的质量和产品的加工效率。 针对典型产品，实现专业化生产。引进专业化的数控加工编程软件，确定最优加工策略，对原有的零件加工路线和 NC 程序进行优化和固化，实现产品的标准化工艺，提高数控加工程序的稳定性和加工效率。 建立数控刀具系列化数据库，不同产品都选用规范化、系列化的刀具，一方面有利于加工方法及切削参数的规范，保证了零件的加工质量；另一方面，缩短了刀具订货周期，减少了库存刀具的品种，节约了成本，缩短了新产品的工
6、艺准备周期。其次，通过切削参数的优化，针对不同的机床、刀具、工件材料以及不同的加工特征，建立铣削工艺参数数据库，为铣削参数的选择提供科、统一的依据。 四、构建网络化 DNC/机床监控与数据采集系统 首先，应加快数控设备 DNC 联网的步伐，提高数控加工程序传输的可靠性和数控加工程序管理的水平。此外，建议在机床侧就近设置客户机，配置程序编辑与仿真软件、车间级 CAD/CAM 软件等。在 DNC 联网基础上，开展关键机床监控与数据采集的试点。机床运行情况、实时故障情况能及时向上反馈并进行统计和分析，提高制造系统的快速响应能力。五、结合车间对生产效率的需求选购数控设备 建议中小型数控机床采购减少经济
7、型，增加全功能型。自动换刀、较高的转速均有利于生产效率的提高，增加内冷方式，有利于采用高效率的先进刀具。建议新购置的数控机床均要求提供网络接口，以利于数控网络的构建、机床实时监控和数据采集以及将来构建数字化车间的需求。 六、应用数字化信息设备 数控设备能为生产管理提供了有效的状态信息、监控信息、检测信息，通过 DNC、网络进行程序的双向传输，信息的采集和远程控制等已经成为数控车间必须具备能力；同时，计算机还能把计划执行状态、完成信息等提供给生产管理系统。 数控加工中刀具已不再是单纯的加工工具，而是直接参加工艺设计和程序编制的重要基础数据，刀具要预调，预调信息要带入系统；刀具号、刀补号、刀具参数
8、、刀具检测以及换刀等指令信息都作为不可或缺的重要信息资源参与生产过程。 机加工艺、数控工艺、数控程序、加工参数等信息都需要集成。数控车间信息集成主要包括以下三个方面：车间级 CAM，车间级 DNC 和车间级 MES。 强化数控车间 CAM 系统，以解决由于编程能力不足、编程水平不高导致数控机床利用率低，零件数控加工覆盖率低的难题。通过扩大 CAM应用可充分发挥数控机床的加工潜力，极大地提高数控机床利用率，将数控应用覆盖到所有应该采用数控加工的零件。 建设数控车间 DNC 系统，以摒弃目前采用的人工联机传输程序代码的落后数控通讯方式，通过 DNC 网络不仅可以实现程序代码高速、畅通的传输与通讯和
9、集成化管理，还可实现复杂零件的在线加工和机床运行信息的采集与系统状态的监控，为 MES 提供生产一线信息。 启动数控车间 MES 系统，实现对数控加工程序的存储管理与权限管理；对刀具库、工装库、工艺规程、机床设备等制造资源、工艺资源的有效管理与充分利用；对车间生产信息（计划、调度、统计、采集、监控）的综合管理与决策支持。即通过车间 MES 系统把与数控加工相关的所有数据、流程、业务、资源用信息技术、网络技术管理起来，使数控车间的运营效率和管理水平与先进制造能力相匹配。 七、应用高效数控加工技术 高速加工作为高效率的加工手段之一，因为降低切削力，能提高加工质量，降低能耗，在制造业特别是模具制造业得到了广泛的应用。 大型装备制造业有其自身的特点：产品的大型化、装备的大型化，目前高速加工技术的应用还相当有限。鉴于此，在现有数控装备条件下，开展高效加工技术的研究和应用，更符合大型装备制造业的实际。通过典型零件工艺优化、刀具系列化技术研究、切削参数研究、高效加工策略研究、高效切削技术研究，提高大型装备数控加工效率。 参 考 文 献 1中国装备制造业发展思考J.化工设备与防腐蚀.2004（1）：95 2李相银，韩建安.中国装备制造业区域产业竞争力比较分析J.江苏商论.2004（3）：114116
