新技能成為全球制作業(yè)增長新動力
發(fā)布時間：[2014-12-6] 查看次數(shù)：4448
新技能成為全球制作業(yè)增長新動力 2012年10月至2013年9月的一年時間，美制作業(yè)出口總額達到了12萬億美元。與2009年相比，增長了38％，并過了際金融危機前的峰值。 技能顛覆傳統(tǒng)制作業(yè) 自動化技能使制作業(yè)工具和機器越來越好，制作越復(fù)雜，對工人的技能要求也越來越高，一人一機的日子行將一去不復(fù)返。 今天，制作機器的目標(biāo)是一次設(shè)置后能夠同時執(zhí)行多個任務(wù)，更棒的是，可以全天候無人監(jiān)管地工作。 與新型增材制作（3D）相對的減材制作，當(dāng)前依然是制作業(yè)的主流技能。金屬、陶瓷和塑料等材料制作棱形部件和轉(zhuǎn)軸等轉(zhuǎn)動件時，材料外形加工的主要方法仍然是材料去除和材料成型。而創(chuàng)新技能3D打印即增材制作，雖然有些人認為有可能帶來制作業(yè)的下一次技能革命，但當(dāng)前投入大規(guī)模生產(chǎn)尚未成熟。與傳統(tǒng)的金屬去除或金屬成型工藝不同，3D打印是一種累加的工藝，通過逐層堆疊塑料和金屬等制作工件，再用熱源加固。 增材制作初應(yīng)用于快速原型、限量生產(chǎn)和固定件制作上，現(xiàn)正向小批量生產(chǎn)發(fā)展，特別用于制作內(nèi)有空洞的小型復(fù)雜工件。3D打印金屬零部件時的局限性，是大只能打印信封大小，且擴展性差。一家機床制作商正在突破這種局限，把3D打印整合到標(biāo)準(zhǔn)加工中心平臺上。有了這些發(fā)展，許多減材制作機器和輔助設(shè)備比以前更加了。 制作技能包括新的高精度多功能機床、相關(guān)輔助設(shè)備、CAD/CAM和控制軟件，控制軟件可以提高生產(chǎn)率、改進工藝流程、完善產(chǎn)品、提高競爭力。機床包括多任務(wù)銑床/車床、五軸加工中心、高功率激光器和水射流機，還有自動化和相關(guān)類似于零部件的傳感器。制作業(yè)工具和機器越來越好，也越復(fù)雜，對工人的技能要求也越來越高。 多任務(wù)機器上運行多功能操作，減少了機器從一種工藝（銑削）向另一種工藝（車削）和鉆削等其他工藝轉(zhuǎn)換時重新安裝零部件的步驟。一次安裝，大大減少了質(zhì)量公差的累計，同時減少了成品與印刷尺寸之間的偏差。 柔性加工中心和全天候無人看管車削中心的發(fā)展仍在繼續(xù)，如汽車行業(yè)的原始設(shè)備制作商和分級制作供應(yīng)商正在使用能夠設(shè)置多個加工單元的加工中心。每個單元由機器人監(jiān)控，并配有帶導(dǎo)軌的托盤系統(tǒng)。伴隨產(chǎn)品模型設(shè)計和要求根據(jù)MTConnect標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)安排的變化，每個加工單元可以重新配置。 從大型公司到小型創(chuàng)新車間，自動化正在迅速應(yīng)用。這既是為爭取利潤做出的努力，也是實際的必然要求，因為生產(chǎn)需求不斷上升，而技工數(shù)量依然短缺。 另外，機床制作商和切割工具供應(yīng)商正面臨挑戰(zhàn)，他們需要生產(chǎn)創(chuàng)新型工具處理鉻鎳鐵合金、鎳、鈷基合金和復(fù)合材料等機器難以處理的金屬和材料。 軟件繼續(xù)推動著制作業(yè)創(chuàng)新 新的編程工具提高了工作效率，使舊有系統(tǒng)和流程重新煥發(fā)生機，軟件繼續(xù)推動著制作業(yè)創(chuàng)新。 新的編程工具不僅使舊有系統(tǒng)和流程重新煥發(fā)生機，還領(lǐng)銜探索與應(yīng)對制作業(yè)生產(chǎn)設(shè)計面臨挑戰(zhàn)的新方法，軟件繼續(xù)推動著制作業(yè)創(chuàng)新。 隨著CAC/CAM/CAE和產(chǎn)品生命周期管理（PLM）等軟件的出現(xiàn)，產(chǎn)品設(shè)計人員和制作專家從初的設(shè)計理念到終的工廠裝配都可以設(shè)計出新方法，并生產(chǎn)出振奮人心的新產(chǎn)品。在CAD/CAM領(lǐng)域中，集成3D設(shè)計造型的普及應(yīng)用成為新趨勢，工程師可以使用CAD設(shè)計和創(chuàng)造新產(chǎn)品。CAM軟件系統(tǒng)以制作為中心，可在Autodesk Inventor、達索系統(tǒng)公司的SolidWorks或者西門子公司的Solid Edge等建模軟件中兼容運行。 現(xiàn)在的CAM軟件為用戶提供了更多選擇，可以為越來越復(fù)雜的多任務(wù)加工機床（multitasking machines，MTM）和五軸聯(lián)動加工的操作編程。多任務(wù)加工機床只需一次設(shè)置，減少了裝夾次數(shù)和加工成本。隨著價格下降，多任務(wù)加工機床越來越普及。這些復(fù)雜的機床編程需要模擬，CGTech公司的Vericut軟件或CAM軟件的內(nèi)置模擬等數(shù)控模擬工具讓編程人員在實際切割金屬之前在虛擬中看到并驗證產(chǎn)品設(shè)計。 除了多任務(wù)加工機床和模擬，很多新的CAM軟件包增加了優(yōu)化走刀路線的功能，可提高占大部分加工時間的粗車加工的速度。高速粗車加工技能中有的是用第三方軟件，如Celeritive Technologies公司的老VoluMill刀路優(yōu)化程序；有的則使用二次開發(fā)的系統(tǒng)，比如DP Technology公司的ProfitMilling或Delcam公司近開發(fā)的旋風(fēng)銑Vortex高效區(qū)域清除策略，這一策略已經(jīng)集成到該公司的PowerMill和PartMaker兩款CAM軟件中，當(dāng)前正在申請專利。 云端模型降低制作成本 軟件是未來制作業(yè)的主要支撐，這些軟件將越來越多地開發(fā)云版本，美制作業(yè)向云端遷移的步伐在繼續(xù)。 現(xiàn)在發(fā)布的產(chǎn)品生命周期管理軟件和企業(yè)資源規(guī)劃軟件都有云版本，向云端遷移的步伐還在繼續(xù)。云端模型降低了成本，成為對制作商越來越具有吸引力的選擇。云應(yīng)用節(jié)約了安裝現(xiàn)場應(yīng)用和企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用的高昂成本，同時把與新軟件安裝和內(nèi)部軟件支持的成本外包了出去。 基于云的CAE模擬應(yīng)用，如Autodesk的Sim 360系統(tǒng)中的有限元分析，為用戶提供了使用基于網(wǎng)絡(luò)的CAE應(yīng)用，讓用戶有機會利用互聯(lián)網(wǎng)上近乎無限的計算能力。另一新品Autodesk的CAM360，近也把CAM軟件放在了云端。Geometric Technologies和達索系統(tǒng)公司等其他開發(fā)商，也已經(jīng)測試并向用戶提供至少是有限的云端CAM。 軟件是未來制作業(yè)的主要支撐，這些軟件將越來越多地開發(fā)云版本。 云端企業(yè)資源規(guī)劃軟件現(xiàn)在可以讓工廠管理人員輕松地在智能手機上查看廠區(qū)設(shè)備的狀態(tài)，這些系統(tǒng)越來越緊密地與制作執(zhí)行系統(tǒng)（MES）結(jié)合起來，幾乎可以實時查看機器狀態(tài)，并根據(jù)條件的改變進行調(diào)整。 在數(shù)字控制（CNC）方面，直接在車間數(shù)控編程的選擇越來越多。另一項進展是直接通過車間的CNC控制器而不是機器人自身的控制器為機器人編程。西門子和庫卡公司合作，直接通過西門子的控制系統(tǒng)控制庫卡公司的機器人。Fanuc公司也在對自己的機器人產(chǎn)品做類似的嘗試。 檢查和測量方面，2013年為三坐標(biāo)測量機（CMM）開發(fā)的觸屏版DMIS軟件，旨在降低CMM使用者的學(xué)習(xí)曲線。還有兩款新型觸屏軟件包，即Hexagon公司的PC-DMIS Touch和Next Metrology Software公司的TouchDMIS系統(tǒng)。 在航空航天領(lǐng)域，計量軟件工具必不可少。像Verisurf公司的X7 Model-Based Definition（MBD）這樣的軟件，能讓航空航天工程師創(chuàng)造、建設(shè)、測量和分析復(fù)雜的飛機系統(tǒng)和機身零部件，這些應(yīng)用對整個任務(wù)至關(guān)重要，因此對其精度有很高要求。
