機械自動化技術及其在機械制造中的應用探討

沈榮華

摘要：近些年機械自動化技術取得了很大的發展，被廣泛應用到機械制造加工過程中，極大地提高了加工的精度和加工質量。新工藝和新技術的應用不僅縮短了機械產品加工周期，也提高機械產品的質量。但是在發展機械自動化過程中還存在著一些問題，比如加工精度、加工誤差等。本文就機械加工工藝以及機械自動化技術在機械制造中應用的相關問題做了一些探索，從而更好的促進我國機械行業的發展。

關鍵詞：機械自動化技術;機械制造;加工誤差;應用

1機械加工工藝存在的誤差

在機械加工過程中，由于加工工藝的限制使得加工過程中不可避免地會出現誤差。這種誤差是無法避免的，只能盡量減少誤差，提高加工精度。導致加工工藝出現誤差的原因有多種，比如：第一種是加工過程中存在的定位誤差問題，由于設備自身精度的限制以及加工工藝使用集中定位的方式，使得在加工過程中實際定位位置和基準定位存在著一定的偏差，這樣加工出的零件就會存在著一定的誤差。另外，由于定位算法和定位精度的限制，使得零件在定位過程中就存在著一定的誤差，這樣設計制造出來的零件會和圖紙要求的零件尺寸參數存在著的一定的誤差，需要判斷這種誤差是否在可接受范圍之內。第二種誤差產生的原因就是加工機床存在的誤差。機床在加工制造過程中，各個執行結構和齒輪之間不可避免地會出現各種誤差，主要包括了主軸回轉誤差、導軌誤差這兩種誤差。產生這種問題的原因是因為機床在運轉過程中，各個軸承之間的動量和轉速存在著很大的差異，進而使得主軸回轉環節產生一定的誤差。而且機床在長時間使用過程中，各個軸承和零件會出現不同程度的磨損，這樣軸承和零件之間容易出現各種誤差，進而導致導軌出現誤差。

2機械自動化技術在機械制造中的應用情況分析

現代機械制造工藝和傳統制造工藝相比，在各方面設計指標都有了質的飛躍。這些性能的提升一方面是工藝和材料的提升，另外一方面是加工技術的發展。各種控制技術被應用到機械制造行業當中，極大地提高了機械產品加工的質量和精度。通過將傳感器技術、自動化控制技術以及仿真技術等應用在產品設計、加工、檢測、管理等環節，對于各環節進行監管，保障各個環節的質量，從而有效提高最終的加工質量，同時縮短了加工周期。在發展過程中要強調資源的利用效率，將綠色化、低能耗作為機械制造發展的指標，更好促進機械制造的健康發展。

2.1加強對于系統的監視

自動化技術的應用能夠對系統進行實時監測和診斷，實時發現系統中可能存在的安全隱患，更好促進系統安全穩定地運行。另外通過自動化技術的應用能夠保障系統始終運行在穩定狀態下，更好地提高生產效益。安全監測的實現主要依賴于傳感器技術、通信技術以及控制技術的發展，能夠通過傳感器網絡收集系統運行過程中的各種參數，包括了轉速、穩定、角速度等物理參數，通過對于這些參數的實時分析，從而了解到各種工藝的生產狀態，根據狀態及時作出生產調整保障整個生產工藝安全穩定運行，能夠從源頭上提高機械加工的質量。

2.2故障診斷技術

傳統的機械設備和加工過程主要依靠人工進行維護和管理。但是隨著信息技術和智能診斷技術的發展，檢測系統能夠對設備運行和管理進行自動檢測和自動診斷，發現加工過程中存在的一些異常，及時中斷相關動作，減少進一步對于設備的破壞。另外很多智能傳感器被應用于機械加工系統，能夠對于加工過程中相關參數進行搜集和分析，包括速度、轉速、角速度以及加速度，根據參數的判斷來分析系統是否工作正常，從而將相關狀態反饋給系統端，及時了解到機械加工工作狀態，從而更好地反饋給管理人員，及時掌握機械加工的相關狀態。故障診斷技術是未來發展的主要趨勢，能夠更好地提高系統運行效率和運行周期，減少系統出現故障的概率。

3機械加工工藝對零件加工精度的影響

3.1外部因素的影響

外部因素主要是受力問題。零件在加工過程中一旦零件在各個方向受力存在著異常，很容易使加工出來的零件出現變形等問題，使得加工零件的尺寸參數和設計圖紙存在著一定的誤差，從而影響著最終的精度。但是這種受力問題是一種普遍存在的問題，是因為加工過程中需要刀具和夾具的相互配合和固定，但是隨著機床長期運行，會導致刀具和夾具不可避免地出現磨損和位移，使刀具在加工過程中容易出現偏移，導致零件最終加工出來的產品和實際要求的精度存在一定的差距。另外在加工過程中，還需要對于刀具的物理參數、運動參數進行合適的設置，主要包括型號、進給量、切削速度等，不同零件需要合理設置，一旦參數出現問題，對于加工精度影響很大。另一方面，在加工過程中各個軸承、刀具以及零件之間都會存在著很大的摩擦，導致零件表面受到不同程度的影響，從而產生一定的形變。

3.2內部因素對于加工精度的影響

內部因素主要是人為因素造成的誤差問題。雖然現在機床的智能化水平很高，減少了對于人為經驗的依賴，但是在一些參數的設置方面還是需要操作人員的經驗。這就對于操作人員的能力提出了一定的要求，各種物理參數和運動參數的設置直接影響著最終機械零件加工的質量和精度問題。另外加工設備自身精度的限制問題，不同廠家不同價格的加工設備使用的控制算法和加工精度程度不同，這樣加工精度就存在著很大的差異。往往性能越優，價格更貴的設備誤差更低，能夠滿足更高精度的要求。但是設備在長時間使用之后都會出現各種機械磨損等問題，需要做好機械設備的維護和保養工作。

4機械自動化技術及其機械制造發展的幾大趨勢

4.1機械制造自動化和信息化

隨著人工智能技術以及智能制造技術的發展，未來機械制造逐漸朝著信息化、智能化以及集成化的方向發展。機械加工的模式和技術將打破傳統機械加工的概念，通過將工業物聯網技術和加工技術有機結合起來，使得機械加工的效率得到顯著提升。通過建立完善的工業信息網絡，能夠將工業制造分為不同的系統層級，不同層級賦予不同的功能和任務，像通信網絡一樣，未來很多應用可以通過移動終端或者云端來完成，加工現場和設計現場能夠完成相應的分離，更好地為用戶提供個性化的加工服務。但是不可否認，信息技術的發展離不開基礎設施和基礎設備的完善，加工精度不僅取決于加工算法，而且跟加工設備的精度也有很大關系。在發展機械制造過程中，不僅要提高系統和算法的創新，還需要加強對于基礎技術的研究，例如如何解決加工設備自身的誤差，如何更好地提高加工精度問題。信息技術和信息化技術在未來發展過程中還需要考慮到工業信息安全問題。工業信息在傳輸過程中出現容易出現數據泄露以及數據丟失。為了更好保障工業信息系統的安全性和穩定性，需要建立可靠的安全防護系統，能夠更好地保障工業系統運行在一個安全的環境當中，從而更好地開展機械加工任務。

4.2綠色化方向發展

機械加工過程中會產生大量的能量消耗，還會對于生態系統造成不同程度的破壞。我國不斷進行產業結構調整，逐漸淘汰高能耗和高污染的一些加工行業。為了更好的促進機械行業的健康發展，需要不斷進行產業結構調整，通過應用更加先進的工藝和先進的材料技術來提高加工的效率，減少不必要的能源消耗。綠色化方向是機械加工發展的一個重要趨勢。在發展過程中要重點探究綠色材料、綠色工藝、綠色技術的應用，從根本上提升機械加工的效率，減少不必要的能源消耗。未來隨著EDA技術和加工技術的發展，機械產品設計周期顯著縮短，通過智能仿真技術進行機械產品的仿真和設計，大大提高了產品的設計質量，減少了能源消耗，更有利于產品的綠色發展。

4.3減小加工誤差

為了更好地減少機械加工工藝存在的誤差問題?？梢詮囊韵聨讉€方面著手。第一，需要加強對于加工工藝的控制，保障加工流程的科學性和合理性。在零件加工前，需要重點檢查刀具和夾具的可靠性和穩定性，對于相關設備以及要使用的刀具進行相應的檢查和調試，減少機械自身對于加工精度的影響，減少外部因素對于零件的影響。第二要加強對于整個加工環節的質量控制，發現哪些環節存在問題就進行相應的糾正，從而保障整個加工過程的質量和精度。在零件加工完成之后，檢測人員要做好零件的檢測工作，發現精度不合格的產品，及時進行分析，找出原因，然后調整相應的工序，從而保障最終的加工質量滿足相應的標準。第三，在機械加工過程中，表面質量是機械生產過程中最容易出現問題和誤差的部分，在微觀檢測中經常會出現表面凹凸不平的現象發生。機械表面的平整度質量直接關系到產品的物理化學性能。因此，對于產品的表面平整度應特別注意，在加工和生產過程中，應嚴格選擇工具的使用。這些工具一定結合實際的情況進行選擇。其中最重要的就是刀具的選擇，刀具主要結合實際情況進行科學篩選負偏角小的修光刀、精車刀等，在實際的加工過程中，通過減少供給量的方式達到完美削切，降低機械的表面變形。

5結語

綜上所述，機械自動化技術在不斷朝著智能化和技術化的方向發展。但是在發展過程中需要提高加工精度，減少機械誤差帶來的影響，從而更好地使機械產品能夠滿足不同的應用需求。

參考文獻：

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