簡易柔性自動化機械加工生產線研究

余子興

（珠海恒途電子有限公司 廣東珠海 519000）

1 系統結構理念

要想合理使用自動化機械生產線，首先必須要了解系統的結構理念，同時需要了解不同結構的功能，將系統結構與企業內部當前所擁有的機械設備進行結合，同時要增加相應的資金投入，任何設備都需要與企業的實際情況相結合。雖然說簡易柔性自動化機械生產線在我國企業已得到了廣泛應用，人們的使用經驗也較為成熟［1］，但實際上卻只是生搬硬套，不考慮實際情況，這就很容易出現故障，影響產品的質量，同時還會對企業造成嚴重的經濟損失。因此，一般在實際投入生產之前，往往需要根據企業規模進行必要的演練，確保其符合企業生產需求，同時，在出現故障的概率較小的情況下再大量投入生產線。此外，工作人員需要了解一些常見故障出現的原因及解決方案，以期在后續遇到此類情況時能夠及時解決。

需要注意的一點是因為不同企業的生產規模及加工形式有所差異，所以，需要根據企業的實際生產情況選擇合適的系統構架。通常情況下，系統構架的選擇標準就是工作效率高且運行成本低，從而達到企業盈利的目的。

2 簡易柔性自動化機械加工生產線實施方案

2.1 經濟型機床改造

從企業的角度出發，對于設備的投資最合適的方案就是能夠略有余量，并且還需要預置擴展接口，方便后續工作開展過程中擴大規模等。目前，我國使用的經濟型計算機數控機床有各種各樣的類型，它們的特點及技術標準也有很大不同，但是，有一個共同點就是都依附于數控系統，也就是說，數控系統是經濟型機床的核心。而計算機數控機床的基本性能從根本上取決于數控模塊的性能，計算機數控機床的使用有效性和數控模塊的成熟與否及合適與否有著密切的關系。所以，對于柔性自動化機械加工生產線而言，首要的任務就是選擇恰當的數控模塊。而經濟型機床通常適用于規模較小的機械加工［2］，對于尺寸較大的機械來講，經濟型機床就顯得不太合適，使用過程中很多功能都不能滿足加工需求。一般的解決辦法就是對常規的機床進行進一步精細化的機械改造，并且改造過后機械加工效果非常好，可以說是一種低投資、高收入的改造措施。

既然是經濟型機床，那么，人們最看重的就是該結構的經濟效益。但是，市場上的經濟型機床的種類有很多，企業在購買時必須要經過反復的數據對比及性能比較，從而選擇出最為合適的機床類型。目前，市場上最受歡迎的為SWAI系列，在價格相同的情況下，該系列的機床性能最好，能夠在同等時間內為企業創造出更多的價值。經濟型機床能夠通過與計算機控制器連接起來構成計算機數控中心，通過輸入相應的參數及模型，能夠達到不同層次的技術要求，滿足工廠的生產，不但可以有效控制生產成本，滿足企業低投入、高回報的生產目標，同時也能緩解勞動力緊張的情況［3］。

2.2 簡易柔性自動化機械加工生產線方案的設計

制造簡易柔性自動化機械生產線的目的就是能夠利用計算機技術對生產環節進行優化。雖然很多企業原有的機械設備能夠滿足機械加工的要求，但是效率普遍較低，所以，要認識到計算機技術對于該生產線的重要性。同樣地，方案設計并不是一項簡單的工作，而是需要綜合考慮各種因素。計算機在該系統中發揮的作用主要有兩種，一種是控制作用，主要是對生產環節的尺寸精度進行嚴格控制，消除數據誤差；另一種則是管理作用，通過下機位的管理系統，對生產步驟進行管理，確保該系統都是嚴格按照相關管理措施，同時確保系統工作環節的適宜性，避免環境濕度及溫度對系統技能造成影響。生產線方案的設計往往需要交給專業的設計師負責，他們在現有的自動化機械加工生產線的基礎上對有關環節進行簡化、優化。同時，方案設計完成之后，需要由企業的技術部門對其進行審核檢查，之后再投入到實際運營中去［4］。

2.3 數控銑床組

對于數控銑床而言，它在工廠中的應用主要是用于生產高精度的精工，如加工平面、槽和輪廓，這些部件對于機械性能的要求很高。而且在加工過程中，加工精度容易受到機床、刀具、裝夾工具等各種因素的影響，所以，工廠往往會利用立銑刀對產品進行多次反復加工，之后對產品的精度及粗糙度進行檢測，確保各種數據符合生產標準，并且還通過實驗對加工方式進行改進。但需要注意的是，數控銑床更加重視計算機的功能，為了滿足不同功能的需求，該系統往往會設置分布式數控功能組，從而滿足不同平面的技術要求，更有利于曲面的加工。

2.4 數控車床組

數控技術是當前較為先進的制造技術中的一種關鍵技術，而由數控機床組組成的簡易柔性自動化機械生產線是改造傳統的機械加工裝備產業，并構建全新的數字化產業的基礎裝備，所以，數控車床組一直以來都很受制造業的關注，可以說，數控車床組的制造水平及功能特點基本上可以代表一個企業的競爭力。數控車床集加工精度高、加工效率高等眾多優勢于一體，使得加工工作更加便利，即使是新應聘的員工，也可以很快了解操作方法。

2.5 計算機控制系統

上述講解到的所有系統都有一個核心控制因素，即計算機控制系統。可以說，加工環節中的所有步驟都是在計算機數據的基礎上進行加工設計的，所以，必須要了解計算機控制系統的組成及作用。一般情況下，計算機控制系統往往分為以下兩類。一類是時序控制，即計算機控制系統可以按照時間的先后順序對生產線發出指令，從而控制加工步驟有序開展。該控制系統的優點就在于能夠使得相對復雜的工作完成循環，并且能夠將生產線調整正常，保證所有工序都能夠有序開展，每一個環節都不會互相干擾，并且也不會影響接下來的各項工作的順序［5］。另一類則是形成控制系統，它主要是按照一個動作到規定的位置形成信號對下一個動作進行控制，由于該控制系統是嚴格按照命令執行的，所以，該系統的可靠性高，不容易出現故障。但是，該系統的缺點也很明顯，由于它需要完成上一個步驟，所以容易消耗較長時間，對于高速自動化設備而言，這種控制方式不夠便利。

3 系統組成思想

3.1 系統組成原則

任何一項工作在開始之前都需要做好充分的準備工作，同時，根據自己的實際需求，在已有的系統基礎上進行改造，從而才能最大限度地提高生產線的實用性。系統并不是某個企業隨意設置的，而是需要參考先前的生產線數據，了解系統組成原則及設計原理。同時，企業原有的設備精度水平及對于系統的資金投入力度也將直接影響系統的功能和經濟效益。任何一個產品，從設計、確定數據、形狀設計、制造、完工、質量檢驗再到出廠，中間需要經過很多步驟，若想一步完成，那幾乎是不可能的。系統組成也是如此。為了確保每個環節都能滿足生產需求，在設計系統時，通常采取分布完成的原則，按照生產線要求逐次完成。但是，該系統的關鍵實施步驟在于計算機控制中心的設置。例如，一個人要想完成自己的目標，那么必須要明白自己的目的，即必須要由靈活的頭腦對自己的目標進行計劃安排，而計算機控制中心就是簡易柔性自動化機械生產線的“大腦”，它將指導生產線正常運作，有效擴展生產規模，同時還可以降低產品的生產成本。

3.2 系統組成選擇

除了需要配套的機械設備而言，計算機軟件設計也同樣很重要。但是，目前很多企業存在的問題就是缺乏專業的計算機高級人才，即使很多工作人員技術操作水平很高，但是他們對于計算機編程及基本的操作步驟都不夠了解，再加上很多技術人員的年齡較大，對于計算機的功能不夠了解，可能他們在不經意間對計算機設備的觸碰都會改變生產參數，導致整個生產線的生產步驟出現問題。所以，除了要選擇適合企業生產要求的生產線之外，加強對工作人員的技能培訓也十分重要。并且人們在選擇自動化機械加工生產線時，需要了解自身企業產品的側重點。在計算機控制、數控加工的基礎之上，對系統進行定量設計，輸入精確的參數，并且還要根據自身企業的規模確定產品加工的范圍及精度，要保證產品和客戶的需求相一致。正如該生產線的名稱一樣，之所以叫作簡易生產線，是因為該生產線進行了改造優化，去除了一些復雜且無用的步驟，使得操作環節更加簡便，通過減少設備投入，可以降低生產成本，但是，最重要的是，改造并沒有破壞原有的工作效率，反而提高了生產質量。

3.3 柔性自動化生產線的特點

簡易柔性自動化機械生產線之所以受到了眾人的喜愛，自然是因為它有著眾多優勢，滿足了人們實際的生產需求。下面將主要探討該生產線的特點，方便基于其特點進行靈活調整［6］。首先，企業生產需要的生產線必須是靈活多變的，因為企業客戶來源不同，其需求自然也有很大差別，所以，生產線需要能夠靈活調整其生產及裝配環節，從而制造出不同類型及不同精度的產品。如果一條生產線只能生產一種規模的產品，那么將會增大企業發展的局限性，同時也會使得企業的生產成本大幅度上漲。并且最重要的是，該生產線是由計算機進行中心控制的，所以，可以通過計算機電子顯示屏了解各種數據的變化規律，通過對數據的收集對比，可以了解產品的合格率及該生產線的生產狀態。

如果利用人工進行質量抽樣檢查的話，由于涉及的數量很多，工作人員很容易感到疲累，工作效率也會因此降低，且抽查只能確定合格率的大概范圍。而該生產線能夠通過多種傳感器對產品進行質量檢測，自動將不合格的產品剔除出去，并且它可以分析出故障成因，方便人們對系統進行調整。此外，最重要的一點就是該系統可以同時生產多種不同類型的產品，對于生產工藝可以做到靈活調整，對于小型企業、生產規模較小的工廠而言十分合適。

4 柔性自動化生產線的發展趨勢

時代在不斷變化，人們的設計工藝及簡易柔性自動化機械生產線的結構組成和基礎工藝也處于不斷發展之中。再加上現在各行各業都認識到了計算機控制的重要性，都不斷加大資金投入發展自動化生產線，解放了勞動力，同時增加了營業額。常見的制造生產企業有很多，如汽車、家具及軌道交通行業等都屬于機械加工大廠，它們每天都需要加工大量的產品，不僅數量巨大，同時還需要滿足質量要求，在這種情況下，自動化生產線發揮了十分重要的作用。但是，就像上文說到的，柔性生產線包含著多種工藝，并不是所有工序都滿足企業生產要求。所以，企業在選用自動化生產線時要明白自己的生產工序有哪些是符合自動化的，而哪些是適合柔性自動化的，根據實際需求進行合理選擇，將不同工藝進行組合，從而實現最佳的生產模式，并且所有步驟都需要逐步實施，切記不能急躁，妄想一步完成，否則可能會產生嚴重后果。目前，很多企業在使用過程中還有很多認識不足的地方，例如，沒有將產品信息與計算機設備相結合，尤其是生產線管理方面，還是一片空白。但現在隨著科技的發展及高科技人才進入自動化生產線，筆者相信，柔性自動化生產線還將進一步發展，人們會逐漸意識到它的發展意義及目前存在的問題，通過不斷的努力與學習國外先進技術，完成該生產線的改造與完善，將會對人們的生活帶來更大的便利。

5 結語

任何生產線及機械加工方案的設計都是為了企業能夠得到進一步發展，而簡易柔性自動化機械生產線的出現讓人們看到了計算機時代帶來的挑戰與機遇。當前，我國企業在追求低成本、高收益的同時，也需要投入大量資金發展高新技術，技術的進步實際上也是一種人類思維的進步，通過資金及人才投入獲得了新生產方案，而該方案反過來又提升了工廠的效益，可以說是一種雙贏的局面。