自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)代制造加工方面的應(yīng)用

萬(wàn)　橋

自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)代制造加工方面的應(yīng)用

萬(wàn)橋

（武漢東湖學(xué)院，湖北 武漢430200）

自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械制造加工方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。文章闡述了現(xiàn)代加工的四項(xiàng)主要技術(shù)，對(duì)精密切削與磨削、電加工、智能加工、綠色加工原理及應(yīng)用做出分析說(shuō)明。現(xiàn)代加工技術(shù)依靠自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給與軌跡控制，可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的制造加工方法將越來(lái)越融合自動(dòng)化、一體化的集成加工，實(shí)現(xiàn)高效率高質(zhì)量大生產(chǎn)。

自動(dòng)化技術(shù)；現(xiàn)代加工技術(shù)；機(jī)械制造；高效率

現(xiàn)代加工技術(shù)朝著高效、智能化、綠色化、精密與超精密化等方向發(fā)展。相對(duì)于傳統(tǒng)加工，現(xiàn)代加工中有許多人為無(wú)法控制的因素，且在加工精度測(cè)量等方面，僅憑借現(xiàn)在的測(cè)量工具無(wú)法實(shí)現(xiàn)加工控制，這就要求機(jī)床加工具有一定的加工效率并且可以實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化測(cè)量和控制。現(xiàn)代加工技術(shù)包括特種加工、精密加工，如電火花穿孔成型加工、激光加工等，數(shù)控機(jī)床和加工中心成為目前加工生產(chǎn)的主要加工裝備，自動(dòng)化技術(shù)得到實(shí)際應(yīng)用。

1　精密切削與磨削

精密切削是切削加工中，加工精度和表面質(zhì)量非常高的一項(xiàng)工藝。精密切削加工的作用原理就是金剛石刀具的超微量去除技術(shù)，由于人為無(wú)法控制超微量的去除量，又要保證加工的連續(xù)性，許多精密加工均采用自動(dòng)化加工技術(shù)。精密加工的關(guān)鍵技術(shù)有：精密加工機(jī)床、極為穩(wěn)定的加工環(huán)境、精密測(cè)量技術(shù)與自動(dòng)誤差補(bǔ)償。機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)精度和刀具的微量進(jìn)給是使得微量切削實(shí)現(xiàn)的必要條件。目前精密機(jī)床采用高精度無(wú)震動(dòng)的軸承主要有液體靜壓軸承、空氣靜壓軸承，機(jī)床導(dǎo)軌有滾動(dòng)導(dǎo)軌與氣浮導(dǎo)軌等。而自動(dòng)化的進(jìn)給系統(tǒng)有自動(dòng)伸縮進(jìn)給裝置，自動(dòng)測(cè)量技術(shù)提供了自動(dòng)化的測(cè)量數(shù)據(jù)和控制，可是通過(guò)數(shù)據(jù)反饋實(shí)現(xiàn)進(jìn)給量、回轉(zhuǎn)精度的控制。

精密磨削加工是利用微小的磨粒磨料所具有的微刃與工件形成復(fù)雜的切削，微刃作用過(guò)程有滑擦、刻蝕、切削。磨削砂輪是將磨粒磨料和結(jié)合劑結(jié)合起來(lái)的工具，砂輪微量進(jìn)給需要自動(dòng)控制，而且砂輪在磨削時(shí)微粒磨損造成磨削失效，通常用硬度，即磨粒從砂輪上脫落的難易程度來(lái)衡量砂輪的品質(zhì)。精密磨削時(shí)一個(gè)系統(tǒng)工程，在進(jìn)給、磨削深度等方面需要自動(dòng)化的測(cè)量和控制，砂輪修復(fù)也需要自動(dòng)修護(hù)裝置。精密切削和磨削時(shí)自動(dòng)去除材料加工的重要方式，是目前一種主要的加工方式。

2　電加工

電加工技術(shù)的自動(dòng)化應(yīng)用較多，具體有:電火花放電加工、電化學(xué)加工等。電火花加工是通過(guò)一些導(dǎo)電原件和工具電極間脈沖放電來(lái)實(shí)現(xiàn)材料的去除加工，電火花加工需要經(jīng)歷四個(gè)短暫且連續(xù)的過(guò)程，即正負(fù)電極間介質(zhì)擊穿放電、介質(zhì)熱分解，材料融化、蝕除物拋出、極間介質(zhì)消電離。在電火花線切割加工中，如果要加工復(fù)雜曲面，需要自動(dòng)控制工件的位置變化，如加工螺旋面時(shí)，控制圓柱工件運(yùn)動(dòng)軌跡，使得在高速切割時(shí)準(zhǔn)確快速。另外自動(dòng)走絲機(jī)構(gòu)需要進(jìn)行切割速度的自動(dòng)控制。在點(diǎn)解加工中，在陽(yáng)極與陰極直接通入電解液，這個(gè)過(guò)程中陽(yáng)極材料溶解，被電解腐蝕。而陽(yáng)極的溶解速度除了與電解液濃度有關(guān)外，還與電流密度有關(guān)，這個(gè)過(guò)程中的重要參數(shù)就是電極間隙，控制電極間隙可以控制電解液的電阻和電流密度。電極間隙小，電流密度就越大，電解液蝕除作用就明顯，蝕除速度就越高。電加工過(guò)程需要自動(dòng)進(jìn)給裝置，進(jìn)給量的測(cè)量和控制也是自動(dòng)化加工的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

3　智能加工技術(shù)

現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)以及人工智能工具的使用，智能技術(shù)在加工收到重視。智能加工是結(jié)合了傳感、控制、數(shù)學(xué)算法、加工理論等多項(xiàng)理論知識(shí)，并追求加

工上高精度、高效率、低成本的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程中人為無(wú)法干預(yù)，或者人的腦力活動(dòng)無(wú)法完成的計(jì)算、測(cè)量和決策過(guò)程。智能加工具有許多明顯的特點(diǎn)，其一，智能加工具有優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，代替了人腦的決策，實(shí)現(xiàn)加工方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)；其二，通過(guò)設(shè)置傳感裝置，可以檢測(cè)目前難以測(cè)量的高精度工件，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)，快速實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的監(jiān)測(cè)和優(yōu)化；其三，加工過(guò)程中遇到非設(shè)計(jì)因素時(shí)，機(jī)床設(shè)備實(shí)現(xiàn)自我調(diào)控，對(duì)加工參數(shù)選擇時(shí)刻改變，保持最優(yōu)；其四，機(jī)床自我診斷，并具有人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)智能操控。智能加工需要自動(dòng)化加工的指導(dǎo)，且自動(dòng)化加工占據(jù)著主要的加工過(guò)程。

4　綠色加工技術(shù)

綠色加工定義為不犧牲工件的實(shí)際質(zhì)量成本等有用能的前提下，最大限度地利用資源，減輕加工過(guò)程中對(duì)環(huán)境有害的程度，實(shí)現(xiàn)高效清潔無(wú)污染。綠色加工可以分為三類(lèi)，一類(lèi)是節(jié)約資源的加工技術(shù)，如優(yōu)化設(shè)計(jì)毛坯，加工參數(shù)等；一類(lèi)是節(jié)省能源的加工技術(shù)，如盡量少地安排工序，減少熱量消耗等；一類(lèi)是環(huán)境保護(hù)，即通過(guò)減少污染物排放來(lái)提高整體效率。綠色加工采用了現(xiàn)代先進(jìn)的加工和環(huán)保措施，而對(duì)于大生產(chǎn)量的企業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)綠色化需要通過(guò)特定的自動(dòng)化工藝，在加工工具上優(yōu)化選擇，從而實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)化變化和切削分離。在一些輔助加工中，如潤(rùn)滑、冷卻、清洗等過(guò)程中，機(jī)床控制輔助設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，可以減少中途停止、機(jī)床過(guò)熱磨損等。

5　結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代化的機(jī)械加工要求智能化、集成化、一體化，追求效率的提高和加工質(zhì)量的提高。自動(dòng)化技術(shù)為機(jī)械加工的轉(zhuǎn)型與控制提供了基礎(chǔ)保證，自動(dòng)化的刀具進(jìn)給、軌跡設(shè)計(jì)以及微量測(cè)量技術(shù)將成為自動(dòng)化與現(xiàn)代加工的重要結(jié)合點(diǎn)。自動(dòng)化理論也為新的加工技術(shù)提供理論支持。加工技術(shù)將越來(lái)越微小化、高質(zhì)量與高效益。

［1］胡明祥.現(xiàn)代機(jī)械的先進(jìn)加工工藝與制造技術(shù)的應(yīng)用［J］.長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，13（2）：207-208.

［2］陳雷，毛梓華.機(jī)械加工制造中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用［J］.科技展望，2015，（19）：53.

［3］任日葵.機(jī)械加工制造中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用［J］.學(xué)周刊，2013，（13）：35.

［4］許琳.機(jī)械加工制造中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用［J］.中國(guó)科技信息，2014，（11）：148-149.

［5］苗壯.關(guān)于機(jī)械加工制造中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用［J］.通訊世界，2015，（12）：203.

Application of Automation Technology in Modern Manufacturing Processing

WAN Qiao
（Wuhan Donghu University，Wuhan，Hubei 430200，China）

The app1ication of automation techno1ogy in the modern machinery manufacturing processing becomes more and more wide1y.The artic1e expounds the four major modern processing techno1ogies，exp1ains the princip1e and app1ication of cutting and grinding，precision machining，inte11igent machining，and green machining.Modern processing techno1ogy re1ies on automation techno1ogy to rea1izetrajectory contro1，it can predict that manufacturing processing method in the future wi11 be more and more automatic，integrated，rea1izing high efficiency and high qua1ity production.

automation techno1ogy；modern processing techno1ogy；machinery manufacturing；high efficiency

TH16

A

2095-980X（2016）03-0039-01

2016-02-26

萬(wàn)橋（1992-），男，湖北監(jiān)利人，大學(xué)本科，主要研究方向：自動(dòng)化。