機(jī)械加工制造中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究要求

趙慶志

（蘭陵縣工業(yè)和信息化局，山東 臨沂 277700）

自動(dòng)化指的是某種裝置或者機(jī)器在沒(méi)有人為干預(yù)的前提下，依照預(yù)先設(shè)置完成指令或者程序展開(kāi)自動(dòng)式操作和控制行為，那么機(jī)械自動(dòng)化也就是裝置或者機(jī)器以機(jī)械的方式將自動(dòng)化操作和控制展現(xiàn)出來(lái)的過(guò)程。

一、自動(dòng)化技術(shù)的由來(lái)和應(yīng)用效果

（一）自動(dòng)化技術(shù)的由來(lái)

當(dāng)今世界的科學(xué)技術(shù)的前沿當(dāng)屬自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，它將自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械制造進(jìn)行充分融合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的高效進(jìn)行。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中，引入自動(dòng)化技術(shù)，其目的是利用先進(jìn)的設(shè)備和儀器代替大量的現(xiàn)場(chǎng)操作人員，旨在降低機(jī)械制造企業(yè)的勞動(dòng)力成本和管理成本。

（二）機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r

改革開(kāi)放之初，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)主要是通過(guò)使用簡(jiǎn)單的加工設(shè)備進(jìn)行固定的生產(chǎn)模式來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)。這種生產(chǎn)模式的弊端是在生產(chǎn)的過(guò)程中工作人員缺乏主動(dòng)性，生產(chǎn)效率十分不理想。經(jīng)過(guò)過(guò)多年的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)模式發(fā)生了翻天覆地的改變，同時(shí)還將自動(dòng)化技術(shù)引入到了生產(chǎn)模式中來(lái)，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量都有了明顯的提升，完成了遠(yuǎn)程操控生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)，掀起了機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)的革命，為自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了土壤。自從自動(dòng)化技術(shù)融入到了機(jī)械制造領(lǐng)域，促進(jìn)了機(jī)械制造業(yè)的大發(fā)展，但是我們不得不承認(rèn)我們與歐美國(guó)家還存在著一定的差距。

二、機(jī)械加工過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用途徑

（一）數(shù)控技術(shù)

在機(jī)械制造和加工過(guò)程，應(yīng)用數(shù)控技術(shù)主要指的是使用數(shù)字代碼對(duì)生產(chǎn)設(shè)備展開(kāi)控制，精準(zhǔn)操作生產(chǎn)設(shè)備。和傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)相比，其在應(yīng)用環(huán)節(jié)的優(yōu)勢(shì)顯著，不但可提高機(jī)床操控能力，還能提高零件加工精度。以機(jī)械加工過(guò)程刀具更換過(guò)程為例，某企業(yè)在生產(chǎn)機(jī)械環(huán)節(jié)，充分應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，準(zhǔn)確控制生產(chǎn)機(jī)床的生產(chǎn)操作，加工出各種復(fù)雜的機(jī)械零件。同時(shí)該企業(yè)在機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程，將此技術(shù)應(yīng)用之后，在一定程度上提高了機(jī)械加工精度，在整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，無(wú)需生產(chǎn)人員參與其中，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，有效避免了人工操作產(chǎn)生的誤差問(wèn)題。數(shù)控技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程重復(fù)性較強(qiáng)，可保障機(jī)械生產(chǎn)速度和質(zhì)量。在生產(chǎn)過(guò)程，機(jī)床能在自動(dòng)技術(shù)的控制下自動(dòng)換刀，節(jié)約了大量制造過(guò)程使用其他加工方式換刀環(huán)節(jié)花費(fèi)的時(shí)間，有效提高了機(jī)械生產(chǎn)效率。

（二）集成技術(shù)

集成技術(shù)是機(jī)械生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用的自動(dòng)化技術(shù)之一，此技術(shù)的應(yīng)用下，促使機(jī)械制造水平不斷提高，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程各項(xiàng)生產(chǎn)要素和各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)的管理高度集成。集成技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)三維模型驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行機(jī)械加工?；谥圃旃ば蝌?qū)動(dòng)模型，能在二維環(huán)境的制造工藝應(yīng)用到三維環(huán)境當(dāng)中，建立MBD模型，進(jìn)而生成三維文件，同時(shí)和機(jī)械制其他系統(tǒng)之間展開(kāi)數(shù)據(jù)傳遞。使用三維機(jī)系統(tǒng)制作出加工規(guī)劃，之后利用數(shù)字軟件繪制出幾何模型，將加工工藝添加導(dǎo)模型當(dāng)中，最終形成三維生產(chǎn)工序。例如：某企業(yè)機(jī)主要制造飛機(jī)主機(jī)，在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用CATIA和DELMIA等集成化技術(shù)進(jìn)行模型的建造以及仿真，在集成技術(shù)的應(yīng)用下進(jìn)行機(jī)械三維加工。使用三維加工系統(tǒng)完成飛機(jī)主機(jī)的制作工藝，利用DELMIA建立機(jī)械加工過(guò)程的幾何模型，之后使用CATIA對(duì)生產(chǎn)工藝展開(kāi)管理。根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)制定出機(jī)械生產(chǎn)計(jì)劃，將不同生產(chǎn)流程加以細(xì)化，形成完善的生產(chǎn)體系，將生產(chǎn)過(guò)程不同管理要素加以整合，展開(kāi)綜合管理，既保障了生產(chǎn)質(zhì)量，又促使生產(chǎn)過(guò)程管理工作順利進(jìn)行。

（三）柔性生產(chǎn)技術(shù)

機(jī)械柔性化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用是英國(guó)首先提出的。在自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)中，柔性生產(chǎn)屬于其中之一，其在應(yīng)用過(guò)程主要是對(duì)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程各項(xiàng)數(shù)據(jù)展開(kāi)分析，結(jié)合機(jī)械儲(chǔ)運(yùn)以及加工系統(tǒng)等，從而對(duì)機(jī)械零件的制造過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。此技術(shù)的應(yīng)用主要是基于成組技術(shù)的應(yīng)用。主要對(duì)機(jī)械產(chǎn)品加工規(guī)則展開(kāi)判斷，將產(chǎn)品進(jìn)行科學(xué)排列，便于生產(chǎn)人員按照相關(guān)規(guī)則，科學(xué)選擇生產(chǎn)過(guò)程使用的控制系統(tǒng)以及加工儀器等。成組技術(shù)對(duì)信息的控制主要是將計(jì)算機(jī)作為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)制作數(shù)據(jù)的實(shí)施檢測(cè)和分析，進(jìn)而開(kāi)展自動(dòng)化的控制。

（四）PLC技術(shù)

在機(jī)械制造和生產(chǎn)過(guò)程，應(yīng)用的PLC自動(dòng)化技術(shù)也稱可編程的邏輯控制器。此技術(shù)是利用PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制指令的加載儲(chǔ)存以及執(zhí)行，進(jìn)而完成各種自動(dòng)化的控制指令。隨著集成電路的發(fā)展和逐漸完善，將其中的單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用到PLC系統(tǒng)當(dāng)中，促使系統(tǒng)的自動(dòng)化控制能力越來(lái)越強(qiáng)，呈現(xiàn)出較高的智能化特征，這種特點(diǎn)擴(kuò)大了機(jī)械制造行業(yè)的自動(dòng)化應(yīng)用范圍，因此被大范圍應(yīng)用到機(jī)械生產(chǎn)和加工工作中。以機(jī)械加工過(guò)程對(duì)加工對(duì)象的控制為例，應(yīng)用PLC技術(shù)可對(duì)機(jī)械的銑端面、鏜孔、鉆深等工藝進(jìn)行控制，每個(gè)控對(duì)象在加工裝置中具有在線和離線功能，因此能實(shí)現(xiàn)不同零件的同時(shí)加工。PLC系統(tǒng)中存在機(jī)械加工程序，可按照PLC點(diǎn)數(shù)輸入公式，對(duì)機(jī)械生產(chǎn)的手動(dòng)和自動(dòng)形式進(jìn)行控制。

（五）CAM技術(shù)

機(jī)械加工環(huán)節(jié)，應(yīng)用的CAM自動(dòng)化技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)輔助類型的技術(shù)，在應(yīng)用過(guò)程需要依賴計(jì)算機(jī)平臺(tái)，屬于機(jī)械制造行業(yè)中的重要技術(shù)。此技術(shù)被應(yīng)用到汽車工業(yè)以及機(jī)械制造等領(lǐng)域當(dāng)中，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。例如：在CAM技術(shù)的應(yīng)用下，促使機(jī)械加工環(huán)節(jié)信息的傳達(dá)和轉(zhuǎn)化，對(duì)加工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)展開(kāi)描述，進(jìn)行曲面建模，有助于加工出曲面更加復(fù)雜的零件。同時(shí)應(yīng)用CAM還可對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行控制。機(jī)械加工的刀位文件是基于工件在坐標(biāo)系中靜止情況獲得的數(shù)據(jù)。實(shí)際加工環(huán)節(jié)，刀具不斷運(yùn)動(dòng)，按照工件與刀具位置之間的變化，提前對(duì)文件內(nèi)數(shù)據(jù)展開(kāi)處理，進(jìn)而形成各類基床運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床行程的控制。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在歐洲第四次革命為全人類工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大沖擊的背景下，機(jī)械制造領(lǐng)域在前行與發(fā)展的進(jìn)程中，不斷發(fā)現(xiàn)自身在技術(shù)方面存在的種種問(wèn)題和缺陷。