機械加工制造自動化技術探討

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摘要：在科技迅速發展背景下，機械加工和制造過程的自動化技術應用類型逐漸增多，有效提高了生產效率。本文從自動化技術的概念以及應用優勢為出發點，分別從數控、集成、柔性生產、PLC、CAM、物聯網等技術方面闡述其在機械制造過成的應用路徑，并對自動化技術的未來發展做出探討。

關鍵詞：機械加工；機械制造；自動化技術；技術應用

科技發展背景下，促使基于互聯網、計算機等技術的自動化技術被廣泛應用在不同領域當中。機械加工和制造屬于機械生產過程的重點環節，將自動化技術應用其中，可提高機械的生產質量以及生產效率。同時還能靈活控制生產過程，提高企業的經濟效益。

1自動化技術介紹

1.1概念。自動化技術范圍較廣，主要包括計算機以及電子信息等技術。在機械生產環節，將此技術和制造技術融合，可促使加工精度更加細化，減輕生產人員勞動強度，提高加工效率，最終實現企業增收的目標。自動化技術的應用形式簡便，操作人員可利用較短的時間掌握機械加工流程的各項操作。1.2應用優勢。首先，應用自動化技術進行機械生產可有效提高加工效率。當前我國科技和社會經濟等方面均呈現出迅速發展的狀態，為機械行業的發展帶來了全新的機遇，但是行業競爭也隨之激烈，為提高加工企業的市場競爭優勢，必須通過自動化生產技術的應用將生產效率加以提高，幫助機械制造企業突出競爭重圍。其次，應用自動化技術可節約生產成本。以往機械加工主要使用人工生產方式，不但制造成本高，同時機械質量以及制造速度等難以適應市場的大量需求。將自動化技術引入生產過程中，可減少生產企業的人力成本投入，同時還可提高生產速度，保障生產質量，符合當前市場需求。最后，使用自動化技術參與機械生產，可更容易控制生產流程。通過利用自動化技術，把各類機械加工監控數據通過互聯網傳輸到軟件當中，對生產數據展開分析，找出數據存在的問題，向生產人員發出信號，及時更改生產方式，保障機械質量的精確度[1]。

2機械加工過程自動化技術應用途徑

2.1數控技術。在機械制造和加工過程，應用數控技術主要指的是使用數字代碼對生產設備展開控制，精準操作生產設備。和傳統的機械加工技術相比，其在應用環節的優勢顯著，不但可提高機床操控能力，還能提高零件加工精度。以機械加工過程刀具更換過程為例，某企業在生產機械環節，充分應用數控技術，準確控制生產機床的生產操作，加工出各種復雜的機械零件。同時該企業在機械生產過程，將此技術應用之后，在一定程度上提高了機械加工精度，在整個生產環節，無需生產人員參與其中，即可實現自動化生產，有效避免了人工操作產生的誤差問題。數控技術在應用過程重復性較強，可保障機械生產速度和質量。在生產過程，機床能在自動技術的控制下自動換刀，節約了大量制造過程使用其他加工方式換刀環節花費的時間，有效提高了機械生產效率。2.2集成技術。集成技術是機械生產環節使用的自動化技術之一，此技術的應用下，促使機械制造水平不斷提高，對生產過程各項生產要素和各項生產活動的管理高度集成。集成技術的應用可實現三維模型驅動，進行機械加工。基于制造工序驅動模型，能在二維環境的制造工藝應用到三維環境當中，建立MBD模型，進而生成三維文件，同時和機械制其他系統之間展開數據傳遞。使用三維機系統制作出加工規劃，之后利用數字軟件繪制出幾何模型，將加工工藝添加導模型當中，最終形成三維生產工序。例如：某企業機主要制造飛機主機，在生產過程中，應用CATIA和DELMIA等集成化技術進行模型的建造以及仿真，在集成技術的應用下進行機械三維加工。使用三維加工系統完成飛機主機的制作工藝，利用DELMIA建立機械加工過程的幾何模型，之后使用CATIA對生產工藝展開管理。根據各項數據制定出機械生產計劃，將不同生產流程加以細化，形成完善的生產體系，將生產過程不同管理要素加以整合，展開綜合管理，既保障了生產質量，又促使生產過程管理工作順利進行。2.3柔性生產技術。機械柔性化生產技術的應用是英國首先提出的。在自動化生產技術中，柔性生產屬于其中之一，其在應用過程主要是對機械生產過程各項數據展開分析，結合機械儲運以及加工系統等，從而對機械零件的制造過程進行實時監控。此技術的應用主要是基于成組技術的應用。主要對機械產品加工規則展開判斷，將產品進行科學排列，便于生產人員按照相關規則，科學選擇生產過程使用的控制系統以及加工儀器等。成組技術對信息的控制主要是將計算機作為控制核心，實現對制作數據的實施檢測和分析，進而開展自動化的控制。例如：“寶沃”機械制造集團在噴漆工藝的應用方面非常出色，特別是當前市場中出現大量混合動力型的汽車，其在機械制造過程，可結合市場客戶的實際需求以及生產環境展開技術調整。應用自動化設備以及生產技術等，實現智能化生產。寶沃當前機械生產車間中共有500臺自動化加工設備，通過自動化技術的應用，實現了機械傳輸、焊接、噴漆等工藝的一體化生產。其在制造行業的這項優勢，促使其穩居機械制造市場領先地位，創造出更多的經濟效益。除此之外，部分應用成組技術的計算機還擁有自動上報功能，可按照計算機實際接收到的命令實施反向控制，實現機械制造工藝的自動化，提高了生產效率[2]。2.4PLC技術。在機械制造和生產過程，應用的PLC自動化技術也稱可編程的邏輯控制器。此技術是利用PLC控制系統實現控制指令的加載儲存以及執行，進而完成各種自動化的控制指令。隨著集成電路的發展和逐漸完善，將其中的單片機技術應用到PLC系統當中，促使系統的自動化控制能力越來越強，呈現出較高的智能化特征，這種特點擴大了機械制造行業的自動化應用范圍，因此被大范圍應用到機械生產和加工工作中。以機械加工過程對加工對象的控制為例，應用PLC技術可對機械的銑端面、鏜孔、鉆深等工藝進行控制，每個控對象在加工裝置中具有在線和離線功能，因此能實現不同零件的同時加工。PLC系統中存在機械加工程序，可按照PLC點數輸入公式，對機械生產的手動和自動形式進行控制。2.5CAM技術。機械加工環節，應用的CAM自動化技術屬于計算機輔助類型的技術，在應用過程需要依賴計算機平臺，屬于機械制造行業中的重要技術。此技術被應用到汽車工業以及機械制造等領域當中，可實現生產過程的自動化。例如：在CAM技術的應用下，促使機械加工環節信息的傳達和轉化，對加工產品結構展開描述，進行曲面建模，有助于加工出曲面更加復雜的零件。同時應用CAM還可對機床的運動情況進行控制。機械加工的刀位文件是基于工件在坐標系中靜止情況獲得的數據。實際加工環節，刀具不斷運動，按照工件與刀具位置之間的變化，提前對文件內數據展開處理，進而形成各類基床運動數據，實現對機床行程的控制。2.6物聯網技術。在自動化技術不斷發展的背景下，促使物聯網的技術取得重大發展，在未來機械生產過程，此技術將成為主要應用技術。物聯網在應用過程可集合自動化、網絡、傳感等技術，實現非觸控生產，減少機械制造過程人力資源消耗，提升生產控制效果。例如：在機械制造環節，應用物聯網技術，可使用傳感器對生產過程的數據信息進行采集和控制，從而對非觸控信息進行識別，經系統分析和處理之后，通過網絡傳輸設備控制指令，將執行流程輸出，實現無需接觸的自動化生產。此技術的應用可實現機械生產環節的無人化操作[3]。

3自動化技術的未來發展

未來機械制造領域會向網絡制造方向發展，使用高精度控制以及研磨等技術，制作出更多精密零件。同時還會向模具成型方向發展，提升產品的美觀性。虛擬技術也是未來發展的方向之一，通過仿真技術，模擬出機械生產流程，提前制定預警機制，保障順利生產。

4結束語

總而言之，在機械生產環節，合理應用不同的自動化技術可高效完成機械加工，控制生產成本，靈活控制生產流程等。機械制造者應強化對各類自動化技術的應用，細化機械生產各個細節，提高生產效率。未來，自動化技術還會促使機械生產實現網絡制造，制作出更精密的機械，將虛擬技術應用其中，促使技術應用范圍更廣。

參考文獻：

[1]王永娣，楊建維.機械制造中應用電氣自動化技術的實踐分析[J].內燃機與配件，2019（10）：161-162.

[2]惠驍晨.探索新形勢下自動化技術在機械設計制造中的應用[J].內燃機與配件，2019（08）：205-206.

[3]劉粲.淺析新形勢下自動化技術在機械設計制造中的應用[J].山東工業技術，2019（12）：23.

作者:周書羽 單位:沈陽二四五廠有限責任公司