機械加工工藝中自動化控制技術的應用分析

陳小琦

中國航發中傳機械有限公司 湖南長沙 410200

國內科學技術取得巨大進步，許多新興技術已被研發出來并投入使用，使各行各業的發展在生產技術層面有了新的進展。同時，網絡信息技術的廣泛運用有效推動生產技術朝著自動化以及智能化方向前進。機械加工制造業作為一種精密性較強的加工制造行業，對生產技術的要求較高，因此必須確保相關技術具有一定的先進性，這樣才可以將機械加工制造的精準度提升到新的水平，最大限度減少機械加工制造過程中出現的錯誤，從而為相關產品的質量提供保障。

1 機械加工制造中應用自動化技術的意義

從現代機械加工制造行業的發展來看，在該行業中有效應用自動化技術，可以促進機械加工制造相關企業的現代化發展，適時更新并升級傳統的機械加工生產方式，將企業的自動化生產技術水平提升到新的高度；可以有效融合機械設備裝置與現代信息技術，并將其運用到實際的生產活動中，使各個生產步驟之間的聯系更加緊密，讓企業的生產效率得到大幅度提升，同時有效提高資源的使用率，從而在最大限度上節約企業的各種資源，將企業的經濟效益最大化；自動化技術的穩定性能比較強，生產操作方式也比較簡單，可以有效節省時間、人力以及物力，不僅可以減輕生產工作人員的工作壓力，還可以為機械加工制造生產系統的穩定、高效運行提供相應的保障，有利于機械加工制造相關企業的生產活動以及生產經營的管理一體化發展[1]。

2 機械加工工藝中的自動化控制技術研究

首先對于自動化控制技術的控制單元是指對于自動化控制技術的調節功能和制定功能，其也是機械化加工工藝自動化控制技術的維穩系統，一般來說，機械化加工工藝的正常運行都是依靠著控制系統來完成的，控制單元有著自我檢查和自我調節功能，因此當機械加工工藝出現某些問題，控制單元可以第一時間發現并且根據問題做出相應的調整工作，因此只要機械加工工藝內部沒有出現太大的問題，控制單元都可以進行自行修復，但是相關的工作人員應該定期對控制單元進行檢查和維修，以保證控制單元可以健康運行，控制單元的正常運轉是整個機械加工工藝正常運轉的前提。制定單元在機械加工工藝中主要發揮的作用就是對自動化控制系統中的各項程序進行傳感工作，制定單元可以對系統中接收的程序數據進行分析和解讀，將程序數據轉化為具體的任務命令，因此機械加工工藝中的自動化控制系統主要是依靠制定單元來進行工作的，其可以根據不同的程序數據而發出不同的指令信號，從而完成對企業和工廠發出的各種任務要求。傳感單元在機械加工工藝自動化控制技術中主要的工作內容是根據不同的程序發出的不同的指令信號來進行整理的工作，傳感單元可以對制定單元發出的信號進行整理和記錄，這也是自動化控制技術可以記憶的主要原因之一[2]。

3 工程概況

某機械制造企業主要負責加工制造軸套類零件，包括短空心軸與解算器座，零件尺寸的精度要求為IT5至OT7，同軸度要求控制在φ0.008mm至φ0.015mm之間，垂直度需要達到0.010mm至0.015mm，零件統一采用鋁棒2A12-T4材料。但由于企業在進行軸套類零件的加工制造過程中，出于成本等因素的考量，一直采用傳統加工制造工藝技術，且缺乏有效的技術管理，因此不僅導致零件制造速度較為緩慢，同時還存在零件孔變形較大的問題。根據相關數據顯示，短空心軸零件的孔變形量在0.1mm至0.2mm之間，解算器座零件的孔變形量約為0.05mm至0.15mm，均與國家規定的相關標準要求不相符。因此企業正在積極嘗試將機械自動化技術引入其中，并大力加強技術管理工作。

4 機械零件自動化加工工藝技術

4.1 氣動技術控制機床進給

該企業通過充分結合自身實際情況，在嚴格按照國家相關標準要求下，間氣缸分別安裝在機械進給的X與Z軸方向上，利用氣缸達到推動托板的效果。同時選擇使用彈簧復位的電磁閥作為單電控二位五通閥，利用這一電磁閥可以使得缸桿在通電狀態下可以自動伸出，當處于失電狀態時缸桿即可自動縮回。另外，在集成化機械自動化技術的應用過程中，工作人員還將自動調節裝置安裝在X軸與Z軸方向的氣缸進氣與排氣位置處，該裝置運用智能感應技術可隨時感應、檢測并精準采集氣缸動作速度與負載變化情況，而后根據具體負載變化程度對氣缸X與Z方向的伸出與縮回速度進行自動調整，搭配使用的可調油壓阻尼器實現對機床進給速度的有效控制。在將氣動技術、自動控制技術等統一集成在機床進給中，使得氣缸動作速度可以始終保持在50mm/s至500mm/s之間，有助于提高機床進給的穩定性，為大批量自動化完成軸套類零件的精加工創造良好條件。

4.2 零件加工程序控制系統

在利用智能化和柔性化的自動化工程技術，完成軸套類零件的加工制造時，相關工作人員在對包括局域網在內的各項現有優勢資源進行集中整合的基礎上，主要通過利用可編程控制器以及作為控制元件的電磁閥等設備，構建了一個具有精準自動控制功能的零件加工程序控制系統。該系統中同時具有PLC功能與HMI功能，搭配像素為192×64的LCD顯示屏，在制造軸套類零件時，將可編程控制器運用在控制回路中，以此有效減少外圍部件數量，并達到提高控制精準性的目的。操作人員在驗證其身份與權限，進入到這一程序控制系統中后，即可在其自動顯示的原始畫面中根據自身實際需要選擇手動或自動或編程功能鍵，其中系統的自動功能鍵與零件現場加工制作流水線上安裝的各個智能監控系統相連接，一方面可自動用于對零件整個加工情況進行監控管理，另一方面操作人員在按下該功能鍵后，生產線將自動按序逐一完成各工件的加工。而工作人員在進入到編程界面中后，只需根據自身實際需要，運用專門的編程語言編寫各汽缸與電機的動作程序，隨后系統將會嚴格按照程序指令進行執行操作，進而達到自動完成每道既定工序的工件精準加工。

5 結語

總而言之，機械加工工藝中的自動化控制技術可以有效地幫助企業減少在各個環節中的投入，并且可以得到更加理想化的收益，從而企業可以將這一部分資金投入到企業對自動化控制技術的優化與研發當中，從而幫助企業在多個方面實現自動化，幫助企業在保證產品質量的同時也提高產品生產的效率，提高企業在整個市場中的競爭力，為我國經濟和社會發展提供良好的動力。