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

何升祖

摘?要：機(jī)械制造業(yè)是我社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)與高新技術(shù)的不斷發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)制造活動(dòng)都趨向于智能化。其中自動(dòng)化操控技術(shù)生產(chǎn)制造活動(dòng)中的應(yīng)用程度較高，推動(dòng)了工作效率與品質(zhì)的不斷提高。本文首先分析現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)械加工制造系統(tǒng)的構(gòu)成及其運(yùn)行原理，而后簡(jiǎn)單闡述其大致發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造;智能化;自動(dòng)化技術(shù);發(fā)展趨勢(shì)

一、現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)械加工制造系統(tǒng)的構(gòu)成及其運(yùn)行原理

（一）機(jī)械加工制造設(shè)備及其運(yùn)作系統(tǒng)

當(dāng)前機(jī)械加工設(shè)備及其生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化操將傳統(tǒng)生產(chǎn)理念進(jìn)行了更為優(yōu)良的拓展，提高機(jī)械零件加工的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品精度是核心問(wèn)題。[1]而由于進(jìn)出口業(yè)務(wù)，即應(yīng)切實(shí)滿足當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品品控的高標(biāo)準(zhǔn)要求。因此首先是對(duì)單機(jī)設(shè)備的智能化革新，現(xiàn)已初步實(shí)信息化控制技術(shù)，機(jī)床與輔助設(shè)備支持的技術(shù)人員通過(guò)計(jì)算機(jī)編程而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)操作，而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)。其次，根據(jù)不同類(lèi)型的企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，而設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)單元、加工中 心以及生產(chǎn)線，都一并融入傳感技術(shù)等。基于硬性程序的支撐而實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工流程的自動(dòng)化運(yùn)作，在一系列自動(dòng)化技術(shù)的前提保障下，柔性制造單元與柔性生產(chǎn)線優(yōu)化了大型企業(yè)的生產(chǎn)模式，降低了人工、時(shí)間成本等綜合成本，更高效、風(fēng)險(xiǎn)更低的特性，即更好地適應(yīng)市場(chǎng)需求，提升其核心競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）信息系統(tǒng)及其原理

實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工制造過(guò)程的動(dòng)態(tài)控制，其保障核心即是信息系統(tǒng)，而同時(shí)也企業(yè)各部門(mén)進(jìn)行信息交互運(yùn)用的樞紐站。[2]首先，信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)整合存儲(chǔ)了所有部門(mén)的信息和數(shù)據(jù)，且基于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與營(yíng)銷(xiāo)等部門(mén)的現(xiàn)實(shí)需求，處理不同且與之對(duì)應(yīng)的信息。其次，信息系統(tǒng)通過(guò)管理控制網(wǎng)絡(luò)，各部門(mén)之間可實(shí)現(xiàn)在線信息共享，相關(guān)的生產(chǎn)管理和技術(shù)服務(wù)人員可通過(guò)終端設(shè)備遠(yuǎn)程獲取且控制所需信息，繼而更高效開(kāi)展工作。例如設(shè)計(jì)和研發(fā)人員的職能，基于信息系統(tǒng)的線上操作及其軟件的各項(xiàng)功能，進(jìn)行線上處理如CAD同步設(shè)計(jì)部門(mén)實(shí)時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝的設(shè)計(jì)。而生產(chǎn)管理部門(mén)則可以實(shí)時(shí)調(diào)動(dòng)各方面信息，合理分配資源、分配生產(chǎn)加工任務(wù)。

（三）全過(guò)程管理調(diào)度的自動(dòng)化系統(tǒng)

生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)相關(guān)任務(wù)計(jì)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)控與優(yōu)化，對(duì)于機(jī)械加工制造企業(yè)來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵點(diǎn)所在，通常決定著企業(yè)所有生產(chǎn)、管理資源的分配是否切實(shí)、合理。而機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)中的調(diào)度自動(dòng)化功能，可基于信息系統(tǒng)中的各項(xiàng)信息資源，再結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)劃方案，日常管理中對(duì)各項(xiàng)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理以及優(yōu)化、調(diào)整，繼而更全面、更深入且靈活運(yùn)用地安排生產(chǎn)管理工作。同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)規(guī)劃方案也能起到一定的宏觀調(diào)控作用。

（四）物料傳送系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

物料傳送是機(jī)械加工制造的重要環(huán)節(jié)，連帶到產(chǎn)品加工的每個(gè)環(huán)節(jié)。原材料與半成品、輔助加工設(shè)備與成品的流轉(zhuǎn)，都交由物料傳送系統(tǒng)完成。而自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中，現(xiàn)階段主要是應(yīng)用智能機(jī)器人、自動(dòng)化傳送帶與立體倉(cāng)庫(kù)，由信息系統(tǒng)基于生產(chǎn)需求而自動(dòng)化調(diào)配與輸送物資。系統(tǒng)與加工設(shè)備之間的聯(lián)合運(yùn)作，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)更換刀具與模具等等，進(jìn)一步降低加工設(shè)備的運(yùn)行對(duì)人工操作的依賴(lài)程度。實(shí)際機(jī)械加工制造過(guò)程中，設(shè)備通過(guò)應(yīng)用實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，自動(dòng)切換工作狀態(tài)以及輔助加工硬件的更換，顯著提升整體運(yùn)作效率。

二、機(jī)械加工制造中自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)簡(jiǎn)析

就自動(dòng)化技術(shù)的整體宏觀發(fā)展角度來(lái)看，在機(jī)械加工制造領(lǐng)域的發(fā)展大致可劃分為3個(gè)方向：其一，高效、高精度、高穩(wěn)定的“三高”發(fā)展，這是發(fā)展的第一階段。[3]機(jī)械加工機(jī)床的高速運(yùn)作顯著提升了原件加工效率，降低機(jī)械加工制造中的時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本，綜合成本的縮減，即相應(yīng)的提高市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力;高精度，顧名思義即是產(chǎn)品的達(dá)標(biāo)全優(yōu)甚至是超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，著重體現(xiàn)在某些精度要求較高的產(chǎn)品設(shè)備，例如齒輪、轉(zhuǎn)換器等等。高精度特性往往是決定其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵;穩(wěn)定性，機(jī)械加工制造中經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益等重要指標(biāo)的基礎(chǔ)保障，唯有生產(chǎn)活動(dòng)的穩(wěn)定性較高，也才能確保機(jī)械加工制造成果的高效性、高精度以及安全性。其二，復(fù)合、聯(lián)合作業(yè)發(fā)展方向。就多軸聯(lián)動(dòng)加工方式為例，此技術(shù)主要發(fā)揮刀具的最佳幾何狀態(tài)進(jìn)行切割加工，此操作不僅僅有效保障零件加工的效率，以往需要多次反復(fù)切割加工的零件，直接減少了次數(shù)。同時(shí)又能以確保零件表面的光潔度，產(chǎn)品的加工速率可獲得明顯的提高，加工的質(zhì)量與精度也顯著的提升。其三，互聯(lián)網(wǎng)+自動(dòng)化+開(kāi)發(fā)化的信息化一體化發(fā)展。著重體現(xiàn)在生產(chǎn)程序與各環(huán)節(jié)的操控模式等方面向著信息一體化的方向發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)在線掌控、實(shí)時(shí)通訊，自動(dòng)化即生產(chǎn)線的自動(dòng)化操作，而開(kāi)發(fā)化即是關(guān)聯(lián)到程序、技術(shù)的拓展、優(yōu)化、升級(jí)。提升加工效率是基礎(chǔ)，更有效形成聯(lián)動(dòng)作業(yè)是輔助，重點(diǎn)在去可自動(dòng)形成加工工藝的各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)前饋控制與調(diào)整電機(jī)參數(shù)，自動(dòng)識(shí)別設(shè)備對(duì)應(yīng)的模型，以實(shí)現(xiàn)一系列操作的精簡(jiǎn)化等，以及自動(dòng)化與人為操作的交互活動(dòng)。而同時(shí)，對(duì)故障問(wèn)題的自我診斷與即時(shí)防護(hù)也是重點(diǎn)研發(fā)內(nèi)容之一。

三、結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化技術(shù)儼然已經(jīng)帶動(dòng)了整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)逐步趨向于現(xiàn)代化、全面智能化的發(fā)展。要想全面促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)步，即必須對(duì)現(xiàn)有技術(shù)穩(wěn)定掌控以外進(jìn)行一定拓展，即技術(shù)或設(shè)備的創(chuàng)新，同時(shí)需重視的即是根據(jù)日常實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，而再次不斷挖掘自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的一系列潛在性問(wèn)題，及早發(fā)現(xiàn)、及早解決，才能促進(jìn)其發(fā)展。實(shí)際來(lái)說(shuō)，首先技術(shù)人員需要優(yōu)化自動(dòng)化技術(shù)的集成性，使得各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)可更有效的實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)，同時(shí)即可讓自動(dòng)化技術(shù)與日常管理工作進(jìn)行高效的交融并行，以達(dá)到生產(chǎn)過(guò)程的全面管理優(yōu)化目的。而當(dāng)前更為智能的其覆蓋面更廣泛、深入更細(xì)致的人工智能技術(shù)，使其部分生產(chǎn)程序具備一定的自控功能，工作效率與品質(zhì)的提高是十分明顯的，符合現(xiàn)代智能化發(fā)展的需求，由此可見(jiàn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)所面臨機(jī)遇十分可觀，同時(shí)也是更大的挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]焦太安.機(jī)械加工制造中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2019，9（05）：53-54.

[2]周美容.淺談自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（21）：46.

[3]楊建偉.自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械加工制造中的應(yīng)用研究[J].科技展望，2016，26（34）：36.