对提高数控设备的加工效率的思考

对提高数控设备的加工效率的思考
科学管理所关注的中心问题是提高效率。

在被全球誉为科学管理之父的管理大师泰罗的管理思想中是这样描述的：要寻求企业生产过程的最优化，在标准的生产条件下，找到一种最优的工作方法，以达到最优的生产效率。

随着制造业水平的不断提高，所有企业的加工设备正在迅速的更新换代，各种高效的加工中心、车削中心和车铣复合中心的不断出现为制造业的高效加工提供了有力的硬件保障。

但是，设备硬件到位之后，制造业的加工效率不一定就会得到迅速地提高。

可以这样说：没有将高效设备的潜能发挥到最大，那么就等于我们浪费了先进的资源。

因此，我们应该根据企业的实际情况，不断完善加工流程，迅速提高数控设备的加工效率，为企业在有限的发展空间和时间内不断创造更大更多的财富，保证企业的健康、协调可持续发展。

提高数控设备的加工效率是建立在制造业实施精益化制造的基础之上的。

现在所谈的数控设备加工效率不是过去所讲的单台设备的加工效率，而是集成了一个加工单元的所有的设备于一体的整体的加工效率，也就是所谓的“加工系统的效率”。

因此，我们考虑问题的角度应该从提高系统效率上出发，整合整个系统中所有的设备，重新进行布局，集中全力，只为提高加工效率。

加工效率的定义：对于同一种零件的同一个工序，同等级设备单位时间内产出合格零件的数量。

单位：件/台*小时。

随着市场竞争不断加剧，特别是在今天“快鱼吃慢鱼”的时代里，“效率”就越显得更为重要，更为制造业关注的重点。

1、影响设备加工效率的因素
1.1、设备的有效切削时间和停滞时间
从加工效率的定义来看，首先，要提高加工效率，就必须提高设备的有效切削时间:我们称之为VA，同时要不断降低设备的等待时间，即设备的停滞时间：我们称之为NVA。

通过降低NVA和提高VA，我们就可以从设备运转时间上来保证设备的加工效率。

1.2、加工程序的运转时间
对于加工程序而言，不同的刀具路径或者走到轨迹，其加工效率往往存在很大的差异。

不同的刀具会导致不同的刀具路径、切削参数、设备转速，而且，通过DNC传输的程序的修订也要花去一定的时间；同时，是否能够应用高速切削技术，也是缩短程序运行时间的关键所在。

1.3、加工工艺的编制
在编制零件的加工工艺的过程中，不同的工序安排，对于加工效率和稳定的零件质量来说有着很大的关系。

因此，加工工艺的编制是否合理也直接影响着加工效率的高低。

2、如何降低NVA，提高VA？
2.1、产生NVA的原因
无效的加工时间（NVA）指的是设备非切削时间，包括：设备的等待时间、零件的装卡拆卸时间、设备保养时间、清理设备时间等
等。

要对NVA进行缩短，就必须研究所有的NVA的时间是如何产生的？经过对生产现状的分析，主要有一下几个方面的原因：零件的装卡、找正、拆卸会导致设备处于停滞状态；
零件的三检、切割计量速度会导致设备的停滞等待；
刀、夹、量具的准备会导致设备的停滞；
零件装卡与加工过程中产生的变形会导致设备停滞等等。

2.2、如何消除或缩短NVA？
对于零件的装卡找正问题，快速换模应该是一个很好的解决方案，但是，就我们企业目前的状况而言，快速换模几乎是一个空白，是加工中的一个盲区，因此，应该加大学习力度，在快换方面想办法。

同时，在现有的装卡方式上采用力矩扳手，用于控制装卡力过大导致零件的变形问题，或者，在现有夹具的基础上考虑将装卡的机械装卡改进为液压装卡方式，应该可以减少零件的装卡变形问题，从而保证设备的正常运转，减少停滞时间。

对于刀、夹、量具的准备问题，目前的方式为谁加工，谁准备，这样一来，在操作者准备零件的过程中，势必导致设备处于停滞等待状态，无形中白白浪费了时间。

目前，部分企业的准备方式比较先进：采用刀、夹、量具的准备配送方式，具体做法是：通过MES系统，将准备的工作和零件的加工紧密联系起来，将准备工作在零件开始加工前的前臵时间做到位，直接由生产准备部门将所需用的刀、夹、量具装在相应的工具盒内送到生产线上去，这样一来就可以节省大量的时间，保证设备在运转的同
时，将下一个将要加工的零件准备到位。

其实就是实现了加工和前准备的并行作业。

对于零件加工过程中的首件三检和部分零件的割开计量问题，以往的传统方式看起来似乎对与零件成批性的质量有很大的保证作用，但是对于数控化程度较高的制造业来说，可能定期检测校验设备的完好性对于零件质量的稳定有着很大程度的控制作用。

但是，首件三检也不能缺少，对于首件三检和部分零件的割开计量所花去大量的时间，导致设备的停滞等待的问题，虽然我们目前没有很好的解决办法，但是我认为应该有改进的空间，应该值得我们去认真的研究、思考。

但是，对于当前的企业状况而言，要缩短加工中的检测计量时间，可以通过一下几个方面来进行改善：
1、培训提高计量检测人员的技能；
2、按照产品配臵相应的检测设备；
3、在技术准备中明确检测手段。

3、怎样缩短程序的运转时间？
加工程序的优化在很大程度上影响着设备的加工效率。

我们可以从现有的流程说起。

现有的流程如下：
工艺员消化图纸>编制工艺规程>编程人员编制加工程序>设计制造工装>选刀具>试加工>修改程序>正式加工>程序归档。

现有流程的缺点：无法模拟、无法对程序进行优劣比对、工艺人员和编程人员的加工公思想不统一（目前的工艺人员对于数控加工程
序还存在一定的盲区，有的甚至不会编程序）等等。

因此，我们要在现有的基础上想方设法将加工程序做到最优化。

通过调研，我们认为可以从以下几个方面进行改进：
一是根据以往的加工历史数据建立相应的数据库；根据典型的零件加工和行业内部有数据建立专家数据库，数据库包含了大量的工艺信息和程序资料，在编程人员完成程序编制任务之后，可以与数据库中的相关程序进行比对，找出差距，或者直接采用数据库中的部分资料，这样一来可以大幅度提高程序的优化程度；
二是进一步应用好DNC、CAPP/CAD/CAM集成系统，逐步实现加工程序自动生成系统，流程如下图所示，最终实现无图纸的在线加工，当然无图纸在线加工的实现必须建立在三维实体模型的基础之上，因此，建模技术的应用推广迫在眉睫。

4、怎样通过工艺规程的编制来达到提高效率的目的？
根据以往的编制流程：工艺室主任分派任务>工艺人员消化图纸>编制工艺流程>提出工装意见>明确部分检测方法>提交生产准备，虽然工艺流程的设计也履行了相关的编制、校对、审核、审定的相关会前程序，但是在工艺方案的编排上考虑的加工因素比较单一，往往会导致加工效率不高，甚至加工方案不合理等等。

通过近一段时间对某项新品工艺方案的分析、指定到最后的实施的实践，我们认为：集体讨论加工方案的方法是比较科学合理的方法。

集体讨论是综合发挥了团队的力量，讨论的内容包含了工艺方案、工装夹具的设计制造、刀具的选用、加工程序的编制、检测方法和检测设备分析选择等等，比较全面系统的考虑了零件的加工过程，这样一来可以在很大程度上提高加工效率。

前面我们提到的工艺人员与编程人员对零件加工认识的不同，导致的加工思想不一致的问题，在很大程度上严重影响了加工效率。

原因在于：目前的编程人员所编的程序在很大程度是只是做到了对工艺人员所编制工艺流程的一个程序化的过程，很难有编程人员的加工思想在内。

因此，我们提出：工艺与编程发展的方向应该是工艺与编程的高度统一，这就对工艺人员和编程人员的技术水平有较高的要求，工艺人与必须会编程；编程人员必须懂工艺。

也就是数控与工艺并举，实现“数控工艺”。

这也是在目前的环境下无法实现无图纸在线加工的一条切实可行的办法。

做法是：工艺人员必须学习程序编制，编程人员必须懂得工艺设计，两种技能要融会贯通，经过相互的经验交流和不断的操作实践来达到提高技术水平的目的。

5、激发操作者的潜能和积极性
当然，对于加工效率而言，操作者在很大程度上也影响了设备的加工效率。

为什么呢？原因在于：再好的设备、工艺、程序、工装量具等等，如果操作者没有将管理者预期的目标落实到位，所有的有关
效率的工作都将落空。

因此，我们应该时刻关注操作者的积极性，想方设法激发其强能。

首先，应该使得操作者能够认识到自己的工作对于企业目标实现的重要性，使得操作者真正融入到企业发展的大环境中去
6、结束语
效率是任何企业任何时候都在关注的焦点问题，同时效率也是企业生产精益化所追求的目标。

因为效率可以大幅度减少浪费，带来效益，增强企业的竞争力，带来企业利润的最大化。

因此我们要时刻关注效率，想方设法提高效率：设备加工效率、日常的工作效率等等，为企业的发展壮大奠定坚实的基础。