成组技术

第22卷第4期河北建筑工程学院学报Vol.22No.4.2004年12月JOURNA OF HEBEI INSTITUTE OF ARCHITECTURAL ENCINEERINCDecember 2004成组技术孙冰心'庞永俊'柏永清'高 振玲21河北建筑工程学院;2华北航天工业学院摘要通过对成组技术概念的介绍,使大家了解到基于成组技术得到的工件加工工艺方法相比过去传统的加工工艺方法具有无法比拟的优越性.从而为成组技术的推广创造了条件.关键词机械加工;工 艺路线;新思路;成组技术;对比.中图号TP20引言成组技术是制造业的一个新技术,它涉及到具有相似或相关属性零件的标识和分组，应用成组技术可使产品的设计和制造变的更容易更经济.这种新的生产技术在1920年形成于美国,一个叫FrederickTaylor的人提出了这种需要特殊操作的分组零件的想法.他的这-观点在20世纪早期就得到了JonesandLamson机加工公司的认同,他们利用了原始的成组技术形式来布置机械加工设备.他们使用成组技术的方法就是以产品来划分加工部门，而不是以工艺或缩短路径来划分加工部门.今天,通过优化构造分类、编码系统、软件支持的应用,利用工件的相似性使成组技术得到了实现.1适应成组技术发展的原因由于日益增长的国际竞争和快速变化的市场需求使现代制造工业正面临着许多挑战.在下面例举的这些挑战只有在成组技术中才能解决.(1)工业生产倾向于产品品种更加楚多样而每种产品生产的数量减少,以此来满足当今社会不断增长的个性化需求.换句话说,工厂中分批式生产的产品占有率越来越高,预计将来占全部产品的75%是小批量的.(2)介于以上原因,传统意义上的加工部门(以加工工艺分类的部门) ,生产效率变得非常的低.因为在各个机械加工部门间产生产品加工路径的浪费.(3)为了缩短非加工时间,整合设计和制造阶段加工路径就显得十分必要,以便于在国际市场竞争中占据有利形势.2成组技术的优点(1)产品设计的优势从产品设计的角度,成组技术主要的优点是它能够使产品设计者避免“重新发明轮子”的重复工作。换句话说,由于成组技术设计的易保存和易调用性使得它消除了重复设计同一个产品的可能性.一旦要求设计的某个零件被确定,该零件首先被编码,然后检索存储于计算机存贮器中的该公司的设计库,找出与这个码相匹配的已有设计,这样便可以节省设计工作的大量时间.如果工件的设计未包括在公司的计算机存储文件中,与需求接近的设计就会被调出并被放大以满足要求.成组技术的另一个优点是它促进了设计特征的标准化,这样使得加工设备和工件夹具标准化程度大大提高.(2)刀具和装置的标准化中国煤化工有相关性的工件称为-族,这使得为每一族工件设计YHCNMHG个工件使用.这样收稿日期:2004 -05-10作者简介:女,1972年,讲师,张家口市,075024第4期孙冰心庞永俊柏永清高振玲成组技术103通过减少夹具的数量从而减少了夹具的花费.显然,一个夹具为整个族的零件只制造-次, 而不是为每一个工件制造一个夹具.(3)提高了材料运输效率当工厂的布局是基于成组原理时,即把工厂分为单元,每个单元由一组用于生产同-族零件的各种机床组成,这时原材料的运输是很有效的,因为这种情况下零件在机床间的移动路径最短.这与以工艺划分来布局的传统意义上的加工路线形成对比.(4)分批式生产提高了经济效益通常,批量式生产是指大范围的表面上看起来没有什么共同之处的各种非标准的工件的生产.因此,应用成组技术生产的工件可以获得只有大批量生产才能够获得的很高的经济效益.(5)轻松一览表把工件分成族并编制目录,同族下再编制子目录,由于这项工作是为每一族而不是为每-个工件作的,大大减少了工作量.(6)加工过程和非加工时间的减少由于夹具和材料等非加工时间的减少,使得加工过程和非加工时间相应地减少.换句话说，由于材料传递在每-一个单元内有效地进行,工件在机加工部门间有效地传送.这与典型的以工艺布局的工厂形成对比,加工时间大大缩短.后一种情况需要较多的在制品,使得库存换新率及现金周转产生不好的影响.这样，以成组技术原理设计的工厂的生产非加工时间相比以工艺布局的工厂要短的多.(7)更加快捷、合理的加工方案成组技术是趋于自动化的加工方法.可通过合理的工件分类和编码系统来获得,在这里,对于每一个工件,通过它的编码,可以很容易地从计算机中调出有关该工件的详细加工方案.3阻碍成组技术广泛应用的因素(1)重新排放加工设备成组技术是与单元制造加工的概念有关.这就需要重排放现存物理设备(加工工具)才能组成一个新的加工单元.事实上,这是一项令人厌倦的并且是代价昂贵的工作,有时甚至让我们考虑这样做是否值得可行.(2)大量的前期工作为应用成组技术,每一个存人工业仓库的工件必须被编码从而建成零件族.这显然是一个大任务，从而为应用成组技术造成了阻碍.然而，由于加工工厂或生产线的研究领域(如产品范围)的原故,任何工厂实际上是处理有序的和类似的成组工件.相应地,解决准备工作问题的适合的方法是逐渐地去做工作.通过编码把图纸送入工厂.结果是大量新的未被编码的工件送人工厂以图短期达到平衡状态.(3)人对新鲜事物的认同性人类本能地对未知的冒险的事物具有抵触情绪.这一原因使得管理者和行政人员很难认同新的概念和原理,比如说成组技术.4工件的分类和编码为成功实现基于成组技术原理的分类和编码,工件必须根据本身的特征来分类,编码同时也反映这些特征.由于工件相似的特征,工件的调用或分组过程变成简单的一件事.事实.上,基于ZIP编码分类和编码方法的基本特征.实际上,获得一族相似工件的信息是基于编码而非基于检查工件或工件的图纸.虽然分类和编码系统在全世界已经得到发展,还没有形成-一个统一的标准.这主要是由于系统必须满足机构特殊的需求.因此,发展成组技术分类和编码方案白中国煤化工需求或调整现存的系统来满足这些需求.TYHCN MH G,像前面提到的，成组技术有许多优点;主要应用于两个方m,xrmm电.出杰取关的目的是把成组104河北建筑工程学院学报第22卷技术的优点溶人这两个领域中,但是这很难做到,其结果是要么面向设计的要么面向制造的系统.编码系统的建立编码系统可能仅仅是基于数字或字母的或字母和数字结合的形式.当运用字母编码时,每一个位置可能有26个不同的选择,而使用数字编码时,每--个位置可能有10个不同的选择.结果是,字母被使用来扩大编码方案的范围并且使用也更灵活.有两种编码结构,即单-编码和多编码.单--编码与分层、等级或树状有关,编码相邻的每--个数字的含义扩大了在它前面给定的数字的信息，因此,很明显每一个数字的含义是根据前一个数字来的.单一编码是短小的并且是面向轮廓的.由于它们的分层结构的原故,它们不直接表示零件的属性.它们通常被用于设计存储和调用中,而在加工制造应用中还不很成功.相反,在多编码系统中每一个数字的含义完全依靠于其他数字并且通过编码可以直接辨认出工件的信息.基于这一原因,多编码有时是指属性码.显然,多编码是面向加工制造的，由于这种较易辨认的特征帮助工程师确定工件需要的加工过程.而且多编码是--串特征串,它非常适应于计算机的分析.然而,不管某一码位所有的特征是否适用于正在编码零件族中的某一零件,这一码位必须被保留下来,使得多编码很长.因此,工业实践中,使用以上两种编码的混合结构,混合结构中提取两者的优点去除两者的缺点.在混合结构类型中,第-一个字母把整个工件族分成子族,从而可以使多编码变短.为了完全消除编码时可能发生的错误,使用了--种互动式对话计算机程序,计算机可以提出问题,基于用户在计算机.终端的回答自动安排一个编码给工件.自动编码的例子是MICLASS系统( Metal Institute ClassificationSystem)(金属工业分类系统),该系统由荷兰的一个组织发起以便于科学研究,并且在美国近10年内已经在工业应用上且有收获.5加工场地的设计现在让我们看看象这样一个生产车间是如何设计的.在说明之前,我们需要了解一个新名词,即复合工件.它是一个假定的具有一族零件中的所有零件所具有的特征,从而制造这一族零件所要求的各种工艺方法全被用于生产表示该族零件的“复合零件”中.属于这一族的任何一个工件可以通过删除的方法来获得加工工艺.下一步工作是设计提供能够加工代表一族零件的“复合工件”的加工设备和工作空间.每一种机器数量多少的确定是根据需要的机加工操作的使用频率来确定的.换句话说,在-一个加工单元里,每一种机器的数量不一定是相同的.在确定一个加工单元中机器的种类和数量以后，设计机器的布局来实现工件在单元内的有效流动.当然,单元中机器的布局也必须保证原材料能顺利地送入单元里和成品从单元的运出.参考文献[1]陈统坚.机械工程英语.北京:机械工业出版社, 1997Group TechnologySun Bingxin'Pang Yongjun'Bo Yongqing' Gao Zhenling21. Hebei Institute of Architecture and Civil Engineering2. North China Institute of Astronautic EngineeringAbstract This paper introduces the concept of group technology. Compared with traditional machining process ,he benefits of the machining process based group techno中国煤化工' must be developedin the future.THCNMHGKey words mechanical pocessing; technique; the new way for macrunung process meunoa; group technology ; comparison