探析“工業(yè)4.0”時(shí)代計(jì)算機(jī)與機(jī)械精密加工技術(shù)的結(jié)合

劉政彤

摘 要：工業(yè)4.0時(shí)代是一個(gè)制造業(yè)改革和創(chuàng)新的時(shí)代，所以又被稱為制造業(yè)革命的時(shí)代。在工業(yè)4.0時(shí)代里我們將利用與之前的蒸汽機(jī)時(shí)代、電氣化時(shí)代、信息化時(shí)代不同的技術(shù)去創(chuàng)造一個(gè)新的制造方式，也就是將之前的各種時(shí)代技術(shù)相互融合在一起的一個(gè)物理平臺(tái)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和物理平臺(tái)相結(jié)合從而形成智能化制造的時(shí)代。在這種環(huán)境下由于有了計(jì)算機(jī)的輔助制造，機(jī)械精密加工得到了快速發(fā)展。本文以工業(yè)4.0位背景，以及在這個(gè)大環(huán)境下精密加工技術(shù)的發(fā)展歷程。

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；計(jì)算機(jī)輔助；機(jī)械精密加工

中圖分類號(hào)：TP393.08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）03-0233-01

1 什么是工業(yè)4.0時(shí)代

18世紀(jì)60年代到19世紀(jì)中期隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明，第一次工業(yè)革命到來(lái)了，在那個(gè)時(shí)代里蒸汽機(jī)作為最先進(jìn)的工業(yè)技術(shù)代表。人們隨之發(fā)明出了蒸汽機(jī)火車，蒸汽機(jī)火車的發(fā)明使蒸汽機(jī)時(shí)代推向了頂峰。但是人們不會(huì)因?yàn)檫@樣的成就而感到滿足，通過(guò)100多年的發(fā)展，人們生活的時(shí)代又一次迎來(lái)了新的巨變，那就是電器化時(shí)代的來(lái)臨。至今我們使用的電燈、電話依然是在那個(gè)時(shí)代發(fā)明的。一直到了20世紀(jì)70年代信息化時(shí)代的到來(lái)，在這個(gè)時(shí)代里信息成為社會(huì)的主要財(cái)富，信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)時(shí)代的變革。

那么工業(yè)4.0也即是第四次工業(yè)革命，在前面的三次工業(yè)革命里，主要包含的是機(jī)械制造、電力技術(shù)和信息技術(shù)。然而第四次工業(yè)革命將會(huì)把物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)引向制造業(yè)發(fā)展，工業(yè)4.0有一種特點(diǎn)，那就是通過(guò)對(duì)原材料的識(shí)別能得到相應(yīng)的信息。具體來(lái)講，就像我們平日工作的工廠，我們?cè)谀玫讲牧弦院笸ㄟ^(guò)掃碼的方式就能識(shí)別出相應(yīng)的信息，每個(gè)標(biāo)簽上將會(huì)出現(xiàn)包括：材料的種類、材料的數(shù)量、材料的類型、客戶的聯(lián)系方式等。也可以這么說(shuō)，我們把含有信息的材料放到工廠里使用這樣工廠就能很方便的去利用材料，實(shí)現(xiàn)原材料和信息共同傳輸，制造業(yè)將會(huì)是信息發(fā)展過(guò)程的一個(gè)分支。原來(lái)的工廠在工業(yè)4.0的大環(huán)境影響下向智能工廠轉(zhuǎn)變，這有利于企業(yè)從根本上改善工業(yè)過(guò)程，包括對(duì)制造、工程、材料的實(shí)用、供應(yīng)鏈周期和生命期管理。工業(yè)4.0的潛力不僅僅表現(xiàn)于此，更為重要的是它的服務(wù)在于客戶在個(gè)性化定制中得到需求和滿足，這就意味著即使就生產(chǎn)某種產(chǎn)品一次，也能從中獲得效益。在制造過(guò)程中已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)制造端和需求端兩方面的透明化，這有益于在生產(chǎn)過(guò)程中使用最優(yōu)的方案。特別的，它還能給予小企業(yè)發(fā)展機(jī)會(huì)，同時(shí)下層的服務(wù)也能從其中獲利。

2 在工業(yè)4.0時(shí)代下計(jì)算機(jī)與機(jī)械精密加工技術(shù)的結(jié)合

為了使機(jī)械精密技術(shù)工技術(shù)更加精確我們可以把計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到機(jī)床中。計(jì)算機(jī)制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)等大幅度增加，使機(jī)械精密加工過(guò)程中，更加精確。在計(jì)算機(jī)輔助加工的基礎(chǔ)上精密與超精密得到一定的突破，不少發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始向納米級(jí)精度過(guò)渡，在不就的將來(lái)，機(jī)械制造有可能會(huì)實(shí)現(xiàn)分子級(jí)或者原子級(jí)別的加工精度。當(dāng)然計(jì)算機(jī)和機(jī)械精密加工不僅僅是加工精度，還有加工速度和加工質(zhì)量。利用現(xiàn)代機(jī)床或者數(shù)控加工，使得切削速度提高每分鐘幾百米，從而加工速度明顯提高，然而計(jì)算機(jī)的精確度是人所不能達(dá)到的，我們又可以運(yùn)用它來(lái)控制公差范圍，使公差范圍進(jìn)一步縮小。在現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)與機(jī)械加工相結(jié)合的情況下，使機(jī)械加工機(jī)械生產(chǎn)的個(gè)個(gè)方面變得簡(jiǎn)單化、自動(dòng)化和智能化，生產(chǎn)合格率明顯升高。

例如在工業(yè)4.0的背景下我們可以進(jìn)一步使用數(shù)控機(jī)床。過(guò)去的普通通用機(jī)床只適合單件小批量生產(chǎn)，由于生產(chǎn)產(chǎn)品是多種多樣的，當(dāng)產(chǎn)品改變時(shí)機(jī)床與相應(yīng)的的工藝設(shè)備需要進(jìn)一步調(diào)整。并且通用機(jī)床的自動(dòng)化程度不高，需要人為去操作。所以很難保證產(chǎn)品的質(zhì)量。尤其是對(duì)于曲面加工或者是一些曲線組成的輪廓。如果用通用機(jī)床，只能靠仿形加工，加工精度和質(zhì)量降低。由于數(shù)控機(jī)床應(yīng)用了計(jì)算機(jī)的控制、精密儀器檢查等技術(shù)，因此具有高柔性和高精度的特點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床適合于復(fù)雜的曲面加工，能夠用計(jì)算機(jī)去測(cè)量和計(jì)算以排除人為的誤差，又可以利用專業(yè)的軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)精度的補(bǔ)償和優(yōu)化系統(tǒng)，在各種加工中心中具有換刀的功能，所以可以減少人為的裝夾次數(shù)，提高精度。因此在加工過(guò)程中采用數(shù)控機(jī)床能夠解決常規(guī)加工難以解決的加工問(wèn)題。

3 機(jī)械精密加工的發(fā)展趨勢(shì)

由于機(jī)床的精度是用于保證機(jī)械加工的精度，我們要制造出需要的機(jī)械精度，所以必須有一個(gè)強(qiáng)大機(jī)床精度去保證。所以我們現(xiàn)在的發(fā)展方向主要是機(jī)床的研制方面。在某些機(jī)床或者專用的大型機(jī)床，只有歐美的一些大型國(guó)家才有，因此在我們需要加工一些復(fù)雜的曲面零件或者是很小的機(jī)械零件時(shí)，由于我們沒(méi)有合適的工具，而使在制造方面落后。而國(guó)外為了自己的利益又不肯把機(jī)床賣給我們，從一定程度上制約了我國(guó)機(jī)械的發(fā)展。我國(guó)現(xiàn)在正在潛心研究各種精密機(jī)床以滿足日益發(fā)展的社會(huì)需要。我國(guó)機(jī)械加工工藝方面需要發(fā)展，因此需要我們這一代人需要更加努力為我國(guó)工業(yè)發(fā)展方面做出貢獻(xiàn)。

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