數(shù)控加工工時(shí)消耗分析及數(shù)據(jù)采集方法研究
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隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展,數(shù)控加工設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越多。由于數(shù)控加工設(shè)備具有:加工精度高、重復(fù)一致性好、加工效率高、便于加工形狀復(fù)雜的工件和柔性好等特點(diǎn),目前被機(jī)械工業(yè)企業(yè)廣泛應(yīng)用。本文擬從數(shù)控加工過(guò)程中影響工時(shí)消耗諸要素出發(fā),通過(guò)對(duì)數(shù)控加工過(guò)程的工時(shí)消耗分析,研究數(shù)控加工時(shí)間消耗規(guī)律,旨在給人以共性和規(guī)律性的認(rèn)識(shí),為企業(yè)數(shù)控加工工時(shí)定額制定提供一個(gè)可借鑒的視角和做法。
1 數(shù)控加工過(guò)程的工時(shí)消耗分析
1.1 數(shù)控加工工時(shí)消耗分類
?。?)準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間。準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間包括固定項(xiàng)目準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間和可選項(xiàng)目準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間。固定項(xiàng)目準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間是指數(shù)控加工工序普遍發(fā)生的準(zhǔn)備與結(jié)束項(xiàng)目的工時(shí)消耗。例如熟悉產(chǎn)品圖紙和加工工藝、準(zhǔn)備刀、卡、量具等??蛇x項(xiàng)目準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間是指根據(jù)數(shù)控加工工序的需要有選擇的進(jìn)行準(zhǔn)備與結(jié)束項(xiàng)目的工時(shí)消耗。例如程序編寫、程序調(diào)試、加工中心刀具的準(zhǔn)備與調(diào)整等。
?。?)裝卸工件輔助操作時(shí)間。裝卸工件輔助操作時(shí)間是指為執(zhí)行基本作業(yè)而進(jìn)行的各項(xiàng)輔助操作所消耗的時(shí)間。例如:裝卸工件、校正工件等。
?。?)手動(dòng)輔助操作時(shí)間。手動(dòng)輔助操作時(shí)間是為執(zhí)行基本作業(yè)而進(jìn)行的各項(xiàng)輔助操作所消耗的時(shí)間。例如:裝卸工件、開(kāi)車、停車、進(jìn)刀、退刀、加工過(guò)程中的更換不同刀具、測(cè)量工件等。
?。?)系統(tǒng)執(zhí)行程序作業(yè)時(shí)間。系統(tǒng)執(zhí)行程序作業(yè)時(shí)間是指數(shù)控加工設(shè)備在程序控制下自動(dòng)完成工步、工序的全部加工所消耗的時(shí)間,包括數(shù)控加工設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行切削加工以及為此自動(dòng)完成各個(gè)機(jī)構(gòu)的輔助操作時(shí)間。
?。?)作業(yè)寬放時(shí)間。作業(yè)寬放時(shí)間是指完成生產(chǎn)作業(yè)和零件加工過(guò)程中,由于工作現(xiàn)場(chǎng)組織管理和工藝裝備的技術(shù)需要所發(fā)生的間接工時(shí)消耗,它包括組織性寬放時(shí)間和技術(shù)性寬放時(shí)間。
(6)個(gè)人需要與休息寬放時(shí)間。個(gè)人需要與休息寬放時(shí)間是指工作班內(nèi)滿足個(gè)人需要,以及為消除過(guò)分緊張和勞累所必須的短暫休息時(shí)間。
1.2 數(shù)控加工工時(shí)消耗分析
?。?)準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間的分析。準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間是指為執(zhí)行一項(xiàng)作業(yè)或加工一批產(chǎn)品,事前準(zhǔn)備和事后結(jié)束工作所消耗的時(shí)間。準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間是加工一批工件(可以是一件,也可以是多件),僅發(fā)生一次,其時(shí)間值的大小與工件數(shù)量無(wú)關(guān),而與工件加工所需要的準(zhǔn)備與結(jié)束工作的多少和復(fù)雜程度有關(guān)。
?。?)作業(yè)時(shí)間的分析。作業(yè)時(shí)間是直接用于生產(chǎn)作業(yè)或加工所消耗的時(shí)間。包含基本時(shí)間和輔助時(shí)間?;緯r(shí)間即系統(tǒng)執(zhí)行程序作業(yè)時(shí)間是指改變加工對(duì)象(工件)形狀、尺寸、性能、表面狀況和組合狀況所消耗的時(shí)間。輔助時(shí)間是為執(zhí)行基本作業(yè)而進(jìn)行的各項(xiàng)輔助操作所消耗的時(shí)間。輔助操作雖然不能直接改變被加工工件的物理和化學(xué)性質(zhì),但是如果沒(méi)有輔助操作,基本作業(yè)就不能完成。輔助操作一般都是手工操作,但是在數(shù)控加工中一部分輔助操作是由設(shè)備完成的。例如:進(jìn)刀、退刀、更換不同刀具和自動(dòng)裝夾(某些數(shù)控設(shè)備)等。所以數(shù)控加工的作業(yè)時(shí)間中,設(shè)備工時(shí)所占比例較大。
?。?)作業(yè)寬放時(shí)間的分析。作業(yè)寬放時(shí)間是完成生產(chǎn)作業(yè)和工件加工過(guò)程中,由于工作現(xiàn)場(chǎng)管理和工藝設(shè)備技術(shù)需要所發(fā)生的間接工時(shí)消耗。作業(yè)寬放時(shí)間是每個(gè)工作班均要發(fā)生的,其時(shí)間的多少是與加工的復(fù)雜程度和設(shè)備的復(fù)雜程度有關(guān)。根據(jù)內(nèi)容和性質(zhì)分類,可分為組織性作業(yè)寬放時(shí)間和技術(shù)性作業(yè)寬放時(shí)間。
?。?)個(gè)人需要與休息寬放要素時(shí)間的分析。個(gè)人需要與休息寬放時(shí)間是在作業(yè)過(guò)程中考慮操作者因個(gè)人生理需要(如喝水、上廁所等)和作業(yè)的過(guò)分緊張,勞累所必需的短暫休息時(shí)間。這類時(shí)間通常是根據(jù)作業(yè)的類型按作業(yè)時(shí)間的一定比例給予。由于數(shù)控加工是半自動(dòng)化加工,操作者體力消耗不大,休息時(shí)間可少給,甚至不需要。有時(shí)個(gè)人需要和休息時(shí)間可與作業(yè)時(shí)間交叉,因此數(shù)控加工過(guò)程中個(gè)人需要和休息寬放時(shí)間比普通機(jī)械加工少些。
2 數(shù)控加工工時(shí)消耗的測(cè)定
2.1 準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間的測(cè)定
數(shù)控加工準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間更多的消耗于熟悉圖紙和加工路線以及按照加工程序單上內(nèi)容要求和數(shù)控加工相關(guān)工藝文件規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的調(diào)整和工夾量具的調(diào)整和安裝。因此,根據(jù)數(shù)控加工特點(diǎn),用寫實(shí)和測(cè)時(shí)相結(jié)合的方式測(cè)定。
2.2 裝卸工件輔助操作時(shí)間的測(cè)定
裝卸工件輔助操作時(shí)間是數(shù)控加工中裝卸工件和校正工件的時(shí)間。對(duì)于不同形狀、尺寸、重量、裝夾精度和夾具類別,裝卸和校正工件的時(shí)間是不同的。因此只有根據(jù)具體工件,測(cè)定其裝卸和校正工件的時(shí)間,采用測(cè)時(shí)方法收集原始數(shù)據(jù),作圖分析并建立回歸時(shí)間定額數(shù)學(xué)模型的方法進(jìn)行時(shí)間測(cè)定。
2.3 手動(dòng)輔助操作時(shí)間的測(cè)定
手動(dòng)輔助操作時(shí)間是為完成數(shù)控基本作業(yè)所形成的時(shí)間消耗。如試切、工步間更換刀具、利用操作版面完成各種輔助活動(dòng)、工件測(cè)量等。一般情況下可單獨(dú)或與數(shù)控基本作業(yè)交叉進(jìn)行,因此可采用測(cè)時(shí)和預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的方法測(cè)定。
2.4 系統(tǒng)執(zhí)行程序作業(yè)時(shí)間的測(cè)定
系統(tǒng)執(zhí)行程序作業(yè)時(shí)間是數(shù)控加工的基本時(shí)間和一部分輔助時(shí)間,它是由設(shè)備按照程序事先確定。通常程序編完后系統(tǒng)執(zhí)行程序作業(yè)時(shí)間也就確定了,可以從程序中獲得。但是不同的編程人員對(duì)同一設(shè)備編程所得系統(tǒng)執(zhí)行程序作業(yè)時(shí)間可能是有差異的,因?yàn)樗x擇的切削用量不同,這就需要定額技術(shù)員通過(guò)研究分析確定較先進(jìn)合理的系統(tǒng)執(zhí)行程序作業(yè)時(shí)間。
2.5 作業(yè)寬放時(shí)間的測(cè)定
根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn),其作業(yè)寬放時(shí)間要比普通機(jī)械加工所需的時(shí)間要多些,因?yàn)閿?shù)控設(shè)備較精密、復(fù)雜,設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)時(shí)間較多,用寫實(shí)和測(cè)時(shí)相結(jié)合的方式測(cè)定。
2.6 個(gè)人生理需要與休息寬放時(shí)間的測(cè)定
個(gè)人生理需要與休息寬放時(shí)間比普通機(jī)械加工所需時(shí)間要少些,因?yàn)閷儆诎胱詣?dòng)化加工,這部分時(shí)間通過(guò)寫實(shí)測(cè)時(shí)方式來(lái)確定。
3 數(shù)控加工工時(shí)消耗數(shù)據(jù)的采集與分析
3.1 數(shù)控加工數(shù)據(jù)采集的方法
數(shù)控加工數(shù)據(jù)采集的方法為寫實(shí)測(cè)時(shí)法,即以數(shù)控加工的某項(xiàng)工序作業(yè)為對(duì)象,對(duì)構(gòu)成該項(xiàng)工序作業(yè)的各個(gè)要素時(shí)間消耗進(jìn)行周期性重復(fù)的測(cè)定,并測(cè)定其工時(shí)消耗的一種方法。一般以秒表、錄像和機(jī)床顯示(CRT)的工時(shí)消耗為時(shí)間記錄依據(jù)。
數(shù)據(jù)采集內(nèi)容分為以下各部分:準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間、裝卸工件輔助操作時(shí)間、手動(dòng)輔助操作要素時(shí)間、系統(tǒng)執(zhí)行程序作業(yè)時(shí)間、技術(shù)性組織性寬放時(shí)間、生理需要與休息寬放要素時(shí)間。根據(jù)數(shù)控加工工時(shí)涵蓋內(nèi)容和數(shù)據(jù)采集方法進(jìn)行分類歸納,并制定各部分相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集表格。
3.2 采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析
對(duì)所采集的數(shù)據(jù),均需要經(jīng)過(guò)整理分析步驟,通過(guò)整理與分析,消除原始數(shù)據(jù)中不正常和偶然因素的影響,找出工時(shí)消耗的一般規(guī)律,通常采用以下方法:其一,對(duì)數(shù)據(jù)樣本的顯著性進(jìn)行分析,確定數(shù)據(jù)樣本的合理性;其二,對(duì)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行擬合,一般采用EXCEL方法進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,具體步驟如下:第一,做散點(diǎn)圖,判斷圖形趨勢(shì);第二,添加趨勢(shì)線,求出函數(shù)表達(dá)式(線性或乘冪);第三,對(duì)擬合后的線性或乘冪方程進(jìn)行回歸分析。
通過(guò)以上論述與分析,我們可以清楚的看到,在數(shù)控加工過(guò)程中,仍有一些具體的問(wèn)題需要我們不斷的探索與研究,相信將會(huì)有更多、更科學(xué)的方法在數(shù)控加工工時(shí)定額制定中不斷被應(yīng)用和完善。
(審核編輯: 智匯胡妮)
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