機械加工制造自動化技術研究

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摘要：闡述了機械加工制造中自動化技術的演變，探討了當前機械加工制造中自動化技術的應用模式，對現代自動化機械加工制造系統的構成及其運行原理進行了深入分析。

關鍵詞：自動化技術；系統構成；技術應用；機械加工制造

機械加工制造水平反映了不同時代的生產力變化，20世紀中后期迅速崛起的自動化控制相關技術，改變了機械加工制造理念，使自動化從生產加工拓展到了企業的每一個運營環節。

1自動化技術在機械加工制造領域的演變

機械加工制造領域的自動化概念是隨著相關應用技術的發展不斷變化的，早期的自動化主要是實現了機械化生產，在加工制造環節不再依賴人力操縱設備，而是以電力等能源驅動設備進行生產，并且通過應用電子電力技術實現設備的啟動停車和運行參數調節等[1]。由于計算機技術和傳感等技術在生產設備上的應用，20世紀末的自動化生產技術有了新的內涵。對機械加工制造的自動化控制從生產設備運行層面擴展到了整個加工過程，通過計算機編程來設計設備的具體運行模式，動態控制其運行參數并控制整個加工工藝的實現。而近幾十年在無線通信和人工智能等應用技術不斷成熟的背景下，誕生了自動化生產系統和全新的機械制造模式，如自動化生產線、柔性制造系統以及產品設計制造與企業運營管理的智能化集成系統等。

2自動化技術在機械加工制造中的應用模式

在當前自動化技術水平比較高的機械加工制造企業，其生產過程、產品的設計與市場營銷以及日常的生產管理已經全面實現了自動化，通過信息化管理平臺的構建，基于互聯網和無線通信技術，把所有相關信息資源進行集中處理和利用[2]。因此首先產品的設計和生產有了來自市場、客戶以及自身生產歷史方面的信息資源基礎，能夠讓企業迅速對市場需求做出響應。而具體的加工制造過程則融入了人工智能的元素，基于功能強大的計算機系統控制生產設備和制造單元的運行，無需人工干預就可以對產品加工工藝參數進行智能化調節。

3現代自動化機械加工制造系統的構成及其運行原理

在全面應用了自動化技術的機械加工制造企業，其自動化的生產系統由一系列的硬件設施與模塊化的軟件系統構成。其中硬件設施包括了各個運營環節使用的硬件設備，包括機床等生產設備、動力設施以及辦公設備等等。而軟件系統則依托系統的計算機、服務器以及網絡設施，通過不同的功能模塊對企業各部門的日常運行進行控制，自動采集所有數據信息和進行加工存儲，通過計算機運行優化產品研發、加工工藝以及資源調配，讓機械加工制造企業的資源效益最大化，自動化機械加工制造系統的構成如圖1所示。當前的機械加工設備以及生產系統的自動化延續了傳統理念，致力于提高機械零件的加工精度和生產效率，以便制造出性能更加優良的機械設備，滿足目前各行各業的生產需要。因此首先在單機設備上大多實現了數字化控制，機床或輔助設備支持技術人員通過編程實現產品的自動化生產。其次根據不同類型企業的生產特點設計的生產單元、加工中心以及生產線應用了人工智能和傳感技術等，基于網絡通訊實現了機械加工流程的自動化。而在這些自動化相關技術的保障下，柔性制造單元與柔性生產線改變了大型企業的生產模式，使其可以更好地適應市場需求，高效地完成新產品的研發生產。物料傳送是機械加工制造的重要環節，聯系著產品的每一個工藝流程。其中原材料與半成品、輔助加工機具以及成品的流轉，都是由物料傳送系統完成的[3]。而自動化生產系統的這一部分，目前引入了智能機器人、自動化傳遞機構以及立體倉庫，由信息系統基于生產需要進行物資的自動化調配和傳送。這一系統與加工設備之間的配合，能夠實現設備自動更換刀具、模具等，進一步減少了設備運行對人工的依賴。在具體的機械加工制造過程中，設備通過實時監測系統的運行，不僅可以根據需要動態調節運行參數，還能自動切換工作狀態和更換輔助加工硬件，對效率至上的工業生產而言意義重大。信息系統是實現機械加工制造過程動態控制的核心，也是企業不同部門進行信息交互的中心。首先信息系統的數據庫集中存儲了所有部門的信息和數據，并且基于設計、生產或營銷等部門的需要，對不同類型的信息進行處理。其次信息系統通過管理控制網絡實現各部門的信息共享，相關生產管理和技術服務人員能夠通過終端設備遠程獲取所需信息，從而更高效地完成日常工作。例如設計和研發人員可以基于信息系統的信息和強大的軟件功能，應用虛擬技術進行產品結構、工藝的設計[4]。而生產管理部門則能夠實時調用各方面的信息，合理安排生產加工任務。在生產過程中對相關計劃進行設計和優化，對于機械加工制造企業而言非常關鍵，決定了企業所有資源的配置是否合理。而自動機械生產系統中的調度自動化系統，能夠基于信息系統的信息資源，結合企業的現實生產規劃，在日常管理中對各項計劃進行動態優化和調整，從而更靈活并有前瞻性地安排生產管理工作。

4結語

我國機械加工制造行業的自動化技術目前還存在很多缺憾，在絕大多數的企業中自動化程度不夠：一方面缺乏對生產過程的動態控制，只是在加工環節或部分工序實現了現代意義的自動化；另一方面自動化生產系統的柔性程度不足，產品的研發生產周期相對較長。因此在自動化相關技術的應用方面，還有很多重要課題需要研究。

參考文獻

[1]盧正清，邱玲.自動化技術在機械設計制造中的應用研究[J].山東工業技術，2017（3）：28.

[2]王偉.機械自動化技術及其在機械制造中的應用探討[J].內燃機與配件，2018（5）：63-64.

[3]劉慶.當代在機械制造業中機械自動化技術的應用[J].中國房地產業，2017（18）：30.

[4]趙翔，于方波.機械加工制造中自動化技術的應用分析[J].科技創新導報，2017（31）：90.

作者:焦太安 單位:甘肅機電職業技術學院