立车作业标准化总结汇报

                                                             上海汽轮机有限公司 庄秋峰首席技师

目前，数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。追求自动化、集成化、智能化的数控加工技术已经成为当今制造业的主要发展方向。 

汽轮机厂以往的数控立车加工方法是按照编制好的加工程序自动对工件进行加工，加工程序的编译以人工编程为主。当遇到类似零件加工时，往往需要重新编写数控程序或对现有数控程序进行修改，大量重复性工作导致编程人员劳动强度大，但生产效率较低。而且在加工过程中刀具等参数受人为因素影响容易出错，造成的加工事故虽偶有发生，但后果较为严重。基于前述背景，为了提升数控编程水平、实现数控加工智能化，推进上海汽轮机厂迈向工业4.0进程，并起到减少技术准备时间、提高生产加工效率、降低因人为失误引起NCR的效果，工作室提出并推行立车加工作业标准化项目，分别从工艺、程序、刀具、装夹和加工周期等五个方面统一了指导文件和加工过程。 

1. 工艺

以前的工艺相对比较简单，虽然我厂设备已有了翻天覆地的变化，机床由原来的普通机床替换为现在先进数控设备。但是，我们的工艺文件还是沿用几十年前的编制方法，不但简单而且不合理，有的工艺甚至已经被淘汰。加工所使用的刀具也是以前最普通的焊接式刀具和高速钢刀具较多，效率较低，这种落后的工艺文件和加工工艺方法必须要淘汰。

                                           图1.1 细化前的工艺文件

通过立车加工作业标准化项目，我们对加工工艺文件进行细化，详细到加工的每一个工步 ，而整个工艺过程又和加工程序相匹配。工艺的信息包括工步的加工内容、加工区域、加工使用的刀具、刀片信息，还包括量具和辅助工装信息等。

2. 装夹

装夹是立车加工的重要组成部分，装夹的稳定和准确，决定了工件加工的现位公差及产品的最终质量。在装夹上，我们突破依靠车间师傅经验传承以及口耳相传的传授方法的局限性，利用现代网络电脑技术，对工件进行仿真模拟装夹，缩短加工人员对产品的熟悉周期。同时由于操作人员的流动，造成有经验老师傅的流失，故我们要做到人走技术在，人来有经验。故此，为解决数控立车的以依靠经验做指导带来的局限性，将经验和方法编纂为书面形式，为起到指导加工的作用，我厂双师工作室梳理规范了数控立车的一些基础性知识和操作方法，面向对象不限于我厂汽轮机车间、工艺处新进员工以及相关人员，使其能作为我厂数控立车加工指导性读物，旨在在规范立车加工工艺、优化立车加工方法等方面起到一定的推动作用。

在实现车间模拟装夹管理功能上，我们整合规范立车通用、专用各类工装，给出相应工装号和工程图，并完成了所有立车工装的三维UG模型，实现在UG中的三维模拟装夹校调——对于已加工过的部套，根据已经成熟的装夹方式进行模拟装夹；对于初次加工的部套，首先进行模拟装夹，提前设计装夹方案。我厂双师工作室为实现装夹的标准化作业制定了相应的装夹规范，严格根据标准进行装夹，并编制了《数控立车加工指导书》作为作业参考，主要对装夹的基础和具体装夹过程进行详细的说明。其内容主要规范并详细了工装的使用，划线技巧，装夹方法，装夹位置、技巧、状态说明等诸多细节。

                                                            图1.3 模拟装夹

                                             图1.4 预先设计装夹方案

 3. 刀具

立车刀具的整理是在标准化作业中非常重要的一环，我厂目前储存及涉及到的刀具种类繁多，如何实现数字化管理和收集整合成为控制效率、节约成本的重要控制点。

                                                        图1.5 配送工单

目前，我厂已对每一把刀具常用参数信息进行收集整理，编制刀具总表，对刀具进行编码、打码以及入库，进行信息化的管理。至今年上半年，我们已对汽轮机车间所有数控立车进行了刀具的配送。配送过程严格准确地按照每个工序的独立生产工单走，工单生产详细，工单明细准确，移动凭证严格。每一份作业都会有一份相应的详细立车刀具清单表。在刀具工单中,有对应机床设备号、加工零件型号，制造单号、刀具物料编码、对应库位号等信息，使配送人员工作一目了然。加工刀具的标准化为标准化数控程序打下了坚实的基础，原先编制程序时，我们首先要去了解机床上有什么刀具？还要对刀具的几何尺寸进行测量。现在，我们只要根据刀具总表，选择合适的刀具就可以进行编程了。

4. 程序

                                                             图1.6 切削方式选择

严格规范编写格式，深入到每个工步，引入“防错思维”，编制我厂自己的通用标准循环程序。我厂产品类型多样性导致加工程序繁多，程序通用性差，易出错，因此工作室进行了系统性、针对性地整理和优化各类加工程序，挖掘产品结构的相似性，开发编制了针对我厂数控加工实际需求的标准循环程序模块，针对性和实际性更强。其覆盖了目前立车加工中遇到所有内圆台阶、直槽、汽封齿、内圆斜面等典型位置的加工。这些循环程序可以根据刀具宽度或者切削深度自动计算切削刀数和切削量，也可以根据实际要求选择不同的切削方式（纵向切削或者横向切削），程序信息提示功能能够即时提醒操作者目前刀具所处的位置和区域，程序若发生中断，利用断点切入功能就能实现断点的切入。报警功能则可以避免由于人为参数输入错误造成的加工事故。高度智能化的程序不仅提升了工作效率和程序的准确性，也极大的降低了工艺人员的工作量，给工厂带来了良好的经济效益。

此外，为了避免工人手动对刀和手动输入刀具补偿参数引起的人为影响，工作室开发编制了刀具补偿参数校验功能模块。该模块对程序中使用的刀具和机床内部相对应的刀具数据进行数据交换，通过刀沿位置判断模块、刀具种类判断模块、刀具安装方向判断模块检查刀沿位置来判断其合理性、刀具类型和切削方向，以判断输入机床刀具补偿参数的合理性、刀具安装的可靠性和刀片磨损的可能性，杜绝刀具补偿参数出错的可能。在加工程序中本模块能够及时发现参数错误或者刀具错误并报警，预防由于刀具补偿值不正确或安装了不正确刀具和刀片导致的各类加工事故。该模块可以独立使用，同时具备灵活的嵌套功能，它可以嵌套在其它不同类型的循环程序中。如QF_CYCLE_D是一个割刀的校验程序，它是我们整个刀具校验模块的一部分。经过统计数控车床每年犯错最多的问题是割刀的不规范使用。本模块就是通过对程序中刀具和加工的刀具数据进行互相的交换和计算，对不匹配的数据进行报警处理。目前，程序模块中已经申报了多项国家发明专利，极大提升了我厂数控加工技术的智能化水平。 

5. 工时

工时，也就是产品的加工周期，标准化加工周期的前提是要有标准化的工艺、程序、刀具和装夹。尤其是针对我厂大件和超大件的产品，受到产品毛坯余量、不规则外型尺寸、产品材料及刀具等条件的制约。如何对这些产品进行有计划排产和对加工计划的制定成为全世界各个企业的研究课题。通过安装西门子SinuTrain模拟软件，在办公室就能模拟数控立车的操作界面，除了在软件中执行数控程序，观察程序的运行轨迹，快速排查程序错误以外。我们也可以模拟实际加工的生产周期，经过与实际加工时间的比较、分析，找出导致加工效率底下的症结所在，以此逐步提升车间现场管理的水平。同时通过大量数据的收集、验证、分析为以后精、准排产和大数据的运用提供有利的数据支撑。

                                                        图1.8 工时分析

立车作业标准化项目已经在我厂汽轮机车间实际应用，目前正推广至全厂范围及临港工厂。该项目的实际应用，大幅度提高了工艺人员编程效率，规范了一线工人实际操作流程，降低了加工事故发生的可能性，缩短了生产周期。同时，该标准化项目的推广，基于技术层面和管理层面双重并重，不仅积极响应了国家创新发展与工厂降本增效的理念，而且创造了巨大直接经济效益和间接社会效益。 

阿明哥哥:庄秋峰是上汽厂汽轮机车间的立车总带班,上海电气首席技师.他努力学习,刻苦钻研,思路开拓,勇于重担,在”双师工作室”承担的”立车作业标准化”项目的全过程中,发挥了重大的作用.该项目已在汽轮机车间实际应用取得了可喜的成果,目前正推广至全厂范围及临港工厂.该项目还获得了多项国家发明专利.立车标准化加工的好处很多,立车是加工使用最多的机床之一,全国可能有几十万台,如果能逐步推广立车标准化加工,则它创造了巨大直接经济效益和间接社会效益是无可估量的.