如果你在大學(xué)期間,有一個(gè)需要參加金工實(shí)習(xí)的工科對(duì)象,那你大概率會(huì)在某一學(xué)期結(jié)束時(shí),收到一份特殊禮物——它可能是一個(gè)錘子,或一枚設(shè)計(jì)獨(dú)特的戒指,亦或充滿原始工業(yè)氣息的金屬動(dòng)物餅干。它樸素、稚拙,略帶一點(diǎn)草率,卻承載著戀人的真心。
制造一個(gè)錘子,需要機(jī)床打磨和加工。然而,它做出來(lái)的東西能干啥?制作它的工具長(zhǎng)什么樣?這可能就是很多人的知識(shí)盲區(qū)了。
狹義的機(jī)床,就是制造機(jī)器的機(jī)器。
在現(xiàn)代機(jī)械領(lǐng)域,機(jī)床是當(dāng)之無(wú)愧的“工業(yè)之母”。根據(jù)中國(guó)機(jī)床機(jī)具工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2020年,三分之一的機(jī)械制造業(yè)零部件由機(jī)床加工完成,機(jī)床產(chǎn)業(yè)所支撐的工業(yè)規(guī)模達(dá)5-7萬(wàn)億元。
而在快手這個(gè)能工巧匠匯聚的地方,當(dāng)然少不了身處機(jī)械制造一線的工作人員,通過(guò)他們的分享,我們得以對(duì)機(jī)床行業(yè)有更深入的了解。
此編程非彼編程,但可以做“冰墩墩”
通俗地講,機(jī)床的加工過(guò)程,大部分
作為現(xiàn)代制造業(yè)的核心加工手段,數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用十分廣泛。小到螺絲、彈簧,大到飛機(jī)、輪船、汽車、乃至兵器零件,連中國(guó)第一枚原子彈的核心零件,都離不開各類機(jī)床的加工制造。
數(shù)控機(jī)床主要的進(jìn)階之處,在于給機(jī)床裝上了“大腦”,通過(guò)輸入指令,讓機(jī)床自己變換切削角度和方式;
那么,通過(guò)數(shù)控機(jī)床,將一個(gè)毛坯材料制作成可以出廠的零件,攏共分幾步?
根據(jù)快手用戶CNC超人~數(shù)控編程分享(以下簡(jiǎn)稱CNC超人,快手ID:809025044)以及CNC數(shù)控前沿(快手ID:117708515)的介紹,這個(gè)過(guò)程類似解數(shù)學(xué)題,需要編程和一線操作配合完成。
首先,數(shù)控編程人員拿到待加工零件的圖紙或3D模型,需根據(jù)要求進(jìn)行分析,安排工藝——用什么機(jī)床設(shè)備?先干什么、后干什么?都需計(jì)劃好。
根據(jù)介紹,數(shù)控編程基本分為兩類:手工編程和電腦軟件編程。
手工編程主要由編程人員直接輸入各類代碼完成加工。每個(gè)代碼
軟件編程,則要先建模,再設(shè)置相關(guān)工序、選擇刀具,讓電腦自動(dòng)生成加工程序。這種方式主要用于加工精度高、質(zhì)量好、計(jì)算量大的零件,不易出錯(cuò)。
軟件編程還可用于模具雕刻。比如,你想買“冰墩墩”,而恰好有一臺(tái)模具雕刻機(jī),就可
得到編程結(jié)果后,就可根據(jù)編程單進(jìn)行材料加工——把毛坯工料放入數(shù)控機(jī)床,調(diào)試機(jī)器、選擇刀具,讓機(jī)床按照程序工作。最后,將得到的加工零件去毛刺、做表面處理,檢查尺寸和精度,一件產(chǎn)品就完成了!
整個(gè)過(guò)程,既可以是“操作工+編程師”的組合,也可由一位工作人員獨(dú)自完成。
CNC超人是一位北方的數(shù)控機(jī)床加工小企業(yè)主,已經(jīng)在相關(guān)行業(yè)干了11年。根據(jù)他的介紹,一線操作工人在南北方的工時(shí)有所不同:北方以每日工作8-9小時(shí)為主,偶爾加班;南方由于制造業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá),以10-12小時(shí)為主,加班較多,待遇也更好。根據(jù)企業(yè)的業(yè)務(wù)類型,還可能有兩班倒的情況。
數(shù)控編程師的工作時(shí)間則更規(guī)律,早八晚五居多。
但無(wú)論什么工種,機(jī)床工作人員都是在車間里,孤獨(dú)地面對(duì)機(jī)器。批量生產(chǎn)時(shí),重復(fù)勞動(dòng)在所難免。冬夏兩季,工作環(huán)境還可能不太適宜。
“制造業(yè)本身的屬性就決定了車間的溫度,無(wú)論冬天還是夏天,都不會(huì)特別適宜,但是也不至于達(dá)到難受得受不了的階段。”CNC超人說(shuō)。
技術(shù)!技術(shù)!永無(wú)止境
羅馬不是一天建成的,復(fù)雜的機(jī)械加工設(shè)備也不會(huì)一蹴而就。
實(shí)際上,機(jī)床行業(yè)的歷史也是一部技術(shù)發(fā)展史,經(jīng)歷了從手工控制到數(shù)字控制,再發(fā)展為與智能制造產(chǎn)業(yè)高度相關(guān)的智能化數(shù)控設(shè)備的過(guò)程。
1958年,清華大學(xué)和北京第一機(jī)床廠合作研發(fā)出了第一臺(tái)數(shù)控升降臺(tái)銑床。改革開放后,中國(guó)制造業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道,也離不開各類機(jī)床參與生產(chǎn)。隨著中國(guó)逐漸融入全球化分工體系,通過(guò)中外合資、外商獨(dú)資、代工生產(chǎn)等方式引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù),沿海地區(qū)迅速形成了規(guī)?;闹圃飚a(chǎn)業(yè)集群,這些地區(qū)也陸續(xù)出現(xiàn)了大量與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的民營(yíng)企業(yè)。
2007-2020年,中國(guó)的機(jī)床數(shù)控化率從20%左右上升至40%以上?!吨袊?guó)制造2025》明確指出:到2025年,關(guān)鍵工序數(shù)控化率要達(dá)到64%。
不論傳統(tǒng)機(jī)床還是數(shù)控機(jī)床,材料的加工方式是
車、銑、磨、刨、鉆——都是動(dòng)詞,機(jī)床的加工方式。
車,指的是材料轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,切削工具在材料表面來(lái)回運(yùn)作,從而完成造型。這個(gè)材料可以是金屬的,也可以是……西瓜。
銑,則是切削工具轉(zhuǎn)動(dòng),材料不轉(zhuǎn),通過(guò)二者的相對(duì)位移達(dá)到加工效果。
磨,是用砂輪、砂帶等磨具加工物體表面;刨,則是在大平面往復(fù)運(yùn)動(dòng),打磨物體表面。
綜合上述加工方式的“復(fù)合產(chǎn)品”,叫作“加工中心”。相比普通數(shù)控機(jī)床,其特點(diǎn)是自帶刀庫(kù)(各類切削工具),可通過(guò)自動(dòng)換刀裝置一次性完成多種加工步驟。
機(jī)床操作是實(shí)操屬性很強(qiáng)的工作。一線工人需經(jīng)過(guò)學(xué)徒階段,時(shí)間從一個(gè)月到半年不等,但要真正熟練操作,可能需要一兩年時(shí)間。編程人員則主要靠學(xué)校學(xué)習(xí)、工作實(shí)踐以及進(jìn)一步自學(xué)。
除了本科畢業(yè)生進(jìn)入企業(yè)直接鍛煉編程能力,工廠內(nèi)的編程人員基本上都要從車間做起,逐漸轉(zhuǎn)向編程或工藝。
CNC數(shù)控前沿介紹,一線操作工的薪資在6000-9000元/月,編程人員則在7000-15000元/月。不同地區(qū)薪資有差異,技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)報(bào)酬也有決定作用,沿海地區(qū)經(jīng)驗(yàn)豐富的數(shù)控機(jī)床編程師,月薪可達(dá)20000-30000元。
同時(shí),作為制造業(yè)大國(guó),全國(guó)各地都需要機(jī)床相關(guān)領(lǐng)域人才。
從快手機(jī)床行業(yè)相關(guān)用戶看,他們不僅分布在沿海制造業(yè)重鎮(zhèn),也分布在河北、河南、安徽等內(nèi)陸省份。不僅有學(xué)習(xí)能力旺盛的年輕人,也有從業(yè)多年的老師傅。
不過(guò),由于數(shù)控機(jī)床在中國(guó)發(fā)展時(shí)間相對(duì)較短,行業(yè)中堅(jiān)以80后、90后為主;女性較少,且多為輔助崗位。
根據(jù)中國(guó)2016年發(fā)布的《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》,到2025年,我國(guó)高端數(shù)控機(jī)床人才缺口預(yù)計(jì)將達(dá)450萬(wàn)人。CNC超人坦言,現(xiàn)在制造業(yè)人才有點(diǎn)斷層,00后入行的不多,比較缺人。
而入行多年的數(shù)控機(jī)床人員,也會(huì)分流到
當(dāng)傳統(tǒng)行業(yè)遇到新鮮
在快手,數(shù)控機(jī)床乃至整個(gè)機(jī)床相關(guān)行業(yè)的創(chuàng)作者,形成了一個(gè)高度互動(dòng)的學(xué)習(xí)型社區(qū)。由于自動(dòng)化軟件持續(xù)更新,一線從業(yè)人員
CNC超人是較早在快手發(fā)布數(shù)控機(jī)床操作視頻的創(chuàng)作者。2018年以來(lái),他已經(jīng)發(fā)布了超過(guò)800條短視頻。通過(guò)快手,他認(rèn)識(shí)了很多同行,一起交流、探討技術(shù),記錄自己與數(shù)控機(jī)床“斗智斗勇”的過(guò)程,也盡力為網(wǎng)友們答疑解惑。
他還提到了自己作為北方人的優(yōu)勢(shì)——“這個(gè)行業(yè)從南方發(fā)展過(guò)來(lái),最開始特別厲害的師傅都在南方,學(xué)習(xí)資料也都是南方師傅錄的,但是南方師傅口音特別重,導(dǎo)致知識(shí)傳播非常受限。”——他之前從沒(méi)想過(guò),語(yǔ)言還能以這種方式發(fā)揮相對(duì)優(yōu)勢(shì)。
由于專業(yè)性較強(qiáng),快手上關(guān)于機(jī)床操作的課程很多。通過(guò)知識(shí)付費(fèi),創(chuàng)作者既能創(chuàng)收,還能參與提升行業(yè)技術(shù)水平。
短視頻的“臨場(chǎng)感”,讓枯燥復(fù)雜的機(jī)械技術(shù)變得更加生動(dòng)。轉(zhuǎn)向教學(xué)培訓(xùn)的CNC數(shù)控前沿和數(shù)控編程小課堂都提到了快手對(duì)機(jī)床操作、編程等學(xué)習(xí)的重要作用。
數(shù)控編程小課堂分享道,“學(xué)員年齡有大有小,年齡大的人記憶力、理解力可能跟不上,通過(guò)快手的短視頻可以反復(fù)學(xué)習(xí)、增強(qiáng)理解;只有理論知識(shí)的大學(xué)生,也能將短視頻作為書本知識(shí)和實(shí)際操作之間的橋梁,理解實(shí)操。”
“這是基礎(chǔ)行業(yè),不會(huì)被淘汰,但會(huì)有高峰和低谷。”
當(dāng)談及為何選擇一直在數(shù)控機(jī)床相關(guān)領(lǐng)域工作時(shí),三位創(chuàng)作者不約而同地提到了“熱愛(ài)”。在他們眼中,機(jī)械是美的,對(duì)技術(shù)的追求安定而純粹。
200多年前的工業(yè)革命,機(jī)床代表著最先進(jìn)的生產(chǎn)力,像年輕的小伙橫沖直撞,承載著人類“解放雙手”的夢(mèng)想;如今,極其成熟的機(jī)械制造業(yè),已然像演技純熟的中年戲骨,溫吞柔和,且并不太擔(dān)心過(guò)氣。
高端數(shù)控機(jī)床,是我們暢想智能制造的基石,但或許最初,人們只是單純地享受這個(gè)過(guò)程:將一塊粗糙笨拙的毛料,打造成更好的模樣。