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家具生产制造车间数控木工机床操作步骤及操作

1.关键步骤

人机关系主要在数控木工机床的人机联合操作过程中产生[9],该操作过程主要有五个关键步骤:工件搬运、找正、装卡、对刀和监控。这五个步骤中,操作者身体因素的影响尤为明显,下面针对数控木工机床使用过程中五个关键步骤进行分析:

1)工件搬运是加工流程的起点,与搬运有关的因素主要是工件的位置和工件的重量。工件重量不同,搬取的方式也不同。对于较重的工件,常用的方式是吊装,所以机床设计应该避免封顶,机床门的上端也不能有便于吊装的横梁结构以免影响吊装工件。较轻的工件采用人工搬运。对于同样的工件,由于摆放位置不同,工件搬运的效率和难度也不尽相同。

2)找正是零件能被正确加工的必须步骤,需要人工操作机床完成。找正过程包括对工件、量具和数控面板的操控。工件是找正的目标,操作者是找正的主体,是主控者。操作者操控数控面板,进而掌控工作台的运动方式,然后使用量具来度量并校正工件放置的位置及方向。

3)装卡是指利用夹具将工件固定在工作台上的过程。装卡方式与工作台尺寸、工件大小和机床的类型有密不可分的联系。图2所示是工人装卡的过程。

图2 装卡过程

Fig.2 Fixation process

4)对刀是指使用数控面板和操控手柄来控制主轴运动从而读取对准工件的位置。这时操作者从处理加工工件转为监视工件生产和微调,图3所示是工人进行对刀的过程。

图3 对刀过程

Fig.3 Tool setting process

5)监控是指机床在工作时,操作者对机床的工作过程进行观察和控制,主要操作动作集中于操控面板和数控面板,根据不同情况及时调整机床的加工动作,包括调整旋扭、输入控制指令和手持操控。

2 动作分析

数控木工机床的操作,主要动作有单手按键、双手键盘输入、观察、手持操控器以及工作台的操作[10-11]。按照五轴数控木工机床的实际操作要求对动作进行分析。

1)单手按键:主要在操控面板和数控面板上进行。单手按键的操作在很大程度上是由人的视野决定。

2)双手键盘输入:由于是双手操作,且是站立姿态,所以操作机床时,键盘高度应该和肘部等高或稍低于肘部。

3)观察:观察动作在装卡和对刀操作之后,操作者的主要工作区域由工件处理区逐步转移至显示控制区,作业方式也从体力作业为主转为脑力作业为主。对工件的观察在监视控制中尤为频繁,主要是透过观察窗对工件和机床的运动进行人为观察。人为观察和显示数据相结合构成较为合理的人机关系。

4)手持操控器:一般是一手持操控器,另一只手进行旋钮或按键操作。这种操作方式主要与需要频繁观察的作业有关, 在某些情况下需要重设刀具的转速和刀头的进给速度,其使用状态和对工件的观察是密不可分的。

5)工作台的操作:此操作的主要作业区域与肩高以及肩膀到手心的距离有关,也就是人手能活动的范围,除此之外还与人手的作业范围和腰椎的弯曲程度有关。工作过程中腰椎的弯曲范围通常在0°~75°之间,这一部分的工作主要集中于刀具的更换和工件的装卡,包括装刀与对刀过程。

文章来源:家具车间数控木工机床岗位作业分析

欧阳晶 李 军 包瑜亮

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