機(jī)械加工制造行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探討

國(guó)輝 王振 劉勇

摘 要：當(dāng)發(fā)展到一定水平的制造方法，有必要提高生產(chǎn)和加工設(shè)備的自動(dòng)化，以進(jìn)一步降低空氣路輔助時(shí)間，促使在生產(chǎn)率的增加。自動(dòng)在相對(duì)落后的技術(shù)基礎(chǔ)上，生產(chǎn)效率的提升是有限的，所以探討的話題應(yīng)用機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)哪個(gè)更值得考慮。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;自動(dòng)化;應(yīng)用

機(jī)械加工自動(dòng)化主要可實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，大幅度提高生產(chǎn)加工變化速度、流動(dòng)速度。機(jī)械加工制造自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)的規(guī)?；瘧?yīng)用、普及可追溯至20世紀(jì)70年代，伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展，機(jī)械加工制造自動(dòng)化技術(shù)也在不斷發(fā)展。近幾年，計(jì)算機(jī)高度集成化以及集成化制造系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，雖然大幅度促進(jìn)了我國(guó)機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展，然而就行業(yè)整體發(fā)展情況而言，我國(guó)機(jī)械制造、機(jī)械加工業(yè)仍舊處于自動(dòng)化初級(jí)發(fā)展階段。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)當(dāng)前約有12萬(wàn)余機(jī)械制造加工企業(yè)，但這些企業(yè)的發(fā)展水平卻參差不齊，發(fā)展?fàn)顟B(tài)極為不平衡，大部分企業(yè)都落后于現(xiàn)代化加工水準(zhǔn)，傳統(tǒng)半自動(dòng)加工占比較大。因此，為推動(dòng)機(jī)械加工制造業(yè)發(fā)展，就亟須對(duì)機(jī)械加工制造中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行系統(tǒng)梳理。

1 機(jī)械加工制造自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

1.1 基于PLC的機(jī)械加工設(shè)備自動(dòng)化改造

PLC是一種可編程控制器，它是自動(dòng)化控制當(dāng)中的主要裝備。在機(jī)械加工制造當(dāng)中可以依托機(jī)械加工工藝流程來(lái)確定PLC的控制方案，一般根據(jù)工藝流程當(dāng)中的被控制對(duì)象、控制過(guò)程以及工藝要求，可確定輸入輸出設(shè)備，包括開(kāi)關(guān)、傳感器、變頻器、接觸器、電磁閥、指示燈等。特別需要注意的是要根據(jù)被控對(duì)象統(tǒng)計(jì)好PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，并以此為基礎(chǔ)，選定存儲(chǔ)器容量。PLC要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，PLC的編程是非常關(guān)鍵的一環(huán)，務(wù)必要做好程序設(shè)計(jì)，一般根據(jù)工藝要求來(lái)制定控制流程圖，表明控制的順序和條件，然后利用PLC操作面板的梯形圖來(lái)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，這里對(duì)操作人員的電氣設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及電氣控制知識(shí)要求非常高。

在機(jī)械加工制造領(lǐng)域，很多普通機(jī)床的改造都和PLC有關(guān)。也有一些使用的是單片機(jī)，相對(duì)來(lái)說(shuō)PLC更好，它可以直接利用現(xiàn)成的加工設(shè)備（一般只需要改變?cè)O(shè)備的部分結(jié)構(gòu)即可），只需要配置好傳感器、變頻器、繼電器等裝置，再結(jié)合設(shè)備的加工流程設(shè)計(jì)好程序即可在電氣控制上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。

1.2 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械加工

在機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)，以提高加工效率的自動(dòng)化的一個(gè)更高的水平。許多普通一般處理設(shè)備可以被轉(zhuǎn)換成自動(dòng)控制設(shè)備，其中，所述邊緣需要使用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)改造普通加工設(shè)備。聚焦在以下現(xiàn)成CNC機(jī)器，自動(dòng)化加工設(shè)備上的偏心零件加工分析中的應(yīng)用。

偏心部，其機(jī)械設(shè)備這是一個(gè)非常普遍使用的部件，所述部件是所謂的偏心圓柱形部分和圓柱軸平行于但不重合，并且有一定的偏心部件，偏心軸，所述偏心型盤(pán)等。數(shù)控車(chē)床加工過(guò)程中不怪人和車(chē)床太大的區(qū)別，當(dāng)然，說(shuō)有差別，主要是數(shù)控車(chē)床及加工可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。目前主流的數(shù)控車(chē)床可以使用夾具偏心處理，如三爪卡盤(pán)，四個(gè)爪夾具中并且偏心專(zhuān)用夾具等來(lái)實(shí)現(xiàn)。在三爪卡盤(pán)到理論，一些較小長(zhǎng)度的可被處理的偏心，在通用處理偏心需要的偏心構(gòu)件的第一外部形狀的主要問(wèn)題固定車(chē)削，然后調(diào)整爪與材料的接觸面的間隙，使用墊片解決偏心問(wèn)題。

在三爪卡盤(pán)加工偏心其中關(guān)鍵是要把握間隔裝置是很重要的，以計(jì)算厚度，有許多經(jīng)驗(yàn)公式可以參考，但只有經(jīng)驗(yàn)式墊片的厚度值，以相對(duì)提供的估計(jì)，準(zhǔn)確度會(huì)比較差。然后還需要將總線的正確的一面，典型地使用在磁性對(duì)比度調(diào)整刻度盤(pán)指示器可在車(chē)床上進(jìn)行。

四爪卡盤(pán)于理論，在所述偏心構(gòu)件的處理，就需要以調(diào)節(jié)卡盤(pán)的兩個(gè)夾爪，使其成為非對(duì)稱(chēng)，另外兩個(gè)爪需要被對(duì)稱(chēng)地調(diào)整。然后將工件上與所述卡盤(pán)的中心偏心圓形線重合來(lái)確定。然后使用滑動(dòng)針，板等來(lái)糾正一個(gè)小的偏心，針尖的滑動(dòng)與第一圓形線對(duì)齊，校正調(diào)整到對(duì)準(zhǔn)偏心圓筒水平線，該水平線詳細(xì)檢查時(shí)，旋轉(zhuǎn)的工件90°，考試的另一邊，考核合格后，可以?shī)A住卡腳，四爪緊固開(kāi)始處理。當(dāng)處理一個(gè)給定的進(jìn)給速度，切削小的深度的一小早期需求。車(chē)輪工件之后，轉(zhuǎn)向量適當(dāng)調(diào)整，它可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)生工具的破壞，或影響加工精度。

專(zhuān)用夾具則是目前使用數(shù)控車(chē)床加工偏心件的主流方法，該方法的效率高，但是需要針對(duì)性地設(shè)計(jì)制造專(zhuān)用的夾具或者是采購(gòu)專(zhuān)用夾具。

實(shí)際上如果只考慮使用夾具來(lái)加工偏心件，還不如使用普通車(chē)床來(lái)加工，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)性要更好。數(shù)控車(chē)床最大的優(yōu)勢(shì)是自動(dòng)化，因此考慮到自動(dòng)化加工，可以利用編程技術(shù)來(lái)編制宏程序來(lái)控制車(chē)床的加工。但根據(jù)現(xiàn)有的一些研究成果來(lái)看，宏程序要解決運(yùn)算量大的問(wèn)題，而且車(chē)床的性能要跟上，否則基本上實(shí)現(xiàn)不了。當(dāng)然現(xiàn)在一些先進(jìn)的數(shù)控車(chē)床自帶有車(chē)削偏心件的程序模塊，只需要直接在模塊當(dāng)中輸入相應(yīng)的參數(shù)就可以完成偏心件的加工，一般這種數(shù)控車(chē)床都比較昂貴，考慮經(jīng)濟(jì)性，如果能夠通過(guò)編輯宏程序來(lái)實(shí)現(xiàn)非專(zhuān)用夾具下的偏心件加工肯定更節(jié)約成本，而對(duì)于宏程序的編程問(wèn)題可以參考數(shù)控車(chē)床宏程序編程實(shí)例精講。

2 基于自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)械加工制造的思考

機(jī)械加工制造自動(dòng)化是目前很多機(jī)械加工廠所尋求的道路，也有很多機(jī)械加工制造廠家實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化加工生產(chǎn)的廠家來(lái)說(shuō)，其在生產(chǎn)效率方面基本上沒(méi)有提高的空間。圍繞“中國(guó)制造2025”“制造強(qiáng)國(guó)”等戰(zhàn)略，機(jī)械加工制造必須要走工業(yè)4.0的道路，以自動(dòng)化加工為基礎(chǔ)，先研究應(yīng)用數(shù)字化工廠，然后走向智能制造。PLC的出現(xiàn)讓自動(dòng)化工廠成為第三次工業(yè)革命的代表，但在工業(yè)4.0中，自動(dòng)化工廠則因?yàn)樾畔⑽锢硐到y(tǒng)的發(fā)展而成為了數(shù)字化工廠的重要基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工制造的自動(dòng)化，可以提高機(jī)械加工制造的效率，并降低人工成本，所以自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于機(jī)械加工制造而言有著非常高的應(yīng)用價(jià)值。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化機(jī)械加工制造，可以利用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械加工設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造，當(dāng)然也可以利用數(shù)控機(jī)床這種自動(dòng)化裝備來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工制造。

參考文獻(xiàn)：

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