机械加工制造自动化技术研究

摘要：阐述了机械加工制造中自动化技术的演变，探讨了当前机械加工制造中自动化技术的应用模式，对现代自动化机械加工制造系统的构成及其运行原理进行了深入分析。

关键词：自动化技术；系统构成；技术应用；机械加工制造

机械加工制造水平反映了不同时代的生产力变化，20世纪中后期迅速崛起的自动化控制相关技术，改变了机械加工制造理念，使自动化从生产加工拓展到了企业的每一个运营环节。

1自动化技术在机械加工制造领域的演变

机械加工制造领域的自动化概念是随着相关应用技术的发展不断变化的，早期的自动化主要是实现了机械化生产，在加工制造环节不再依赖人力操纵设备，而是以电力等能源驱动设备进行生产，并且通过应用电子电力技术实现设备的启动停车和运行参数调节等[1]。由于计算机技术和传感等技术在生产设备上的应用，20世纪末的自动化生产技术有了新的内涵。对机械加工制造的自动化控制从生产设备运行层面扩展到了整个加工过程，通过计算机编程来设计设备的具体运行模式，动态控制其运行参数并控制整个加工工艺的实现。而近几十年在无线通信和人工智能等应用技术不断成熟的背景下，诞生了自动化生产系统和全新的机械制造模式，如自动化生产线、柔性制造系统以及产品设计制造与企业运营管理的智能化集成系统等。

2自动化技术在机械加工制造中的应用模式

在当前自动化技术水平比较高的机械加工制造企业，其生产过程、产品的设计与市场营销以及日常的生产管理已经全面实现了自动化，通过信息化管理平台的构建，基于互联网和无线通信技术，把所有相关信息资源进行集中处理和利用[2]。因此首先产品的设计和生产有了来自市场、客户以及自身生产历史方面的信息资源基础，能够让企业迅速对市场需求做出响应。而具体的加工制造过程则融入了人工智能的元素，基于功能强大的计算机系统控制生产设备和制造单元的运行，无需人工干预就可以对产品加工工艺参数进行智能化调节。

3现代自动化机械加工制造系统的构成及其运行原理

在全面应用了自动化技术的机械加工制造企业，其自动化的生产系统由一系列的硬件设施与模块化的软件系统构成。其中硬件设施包括了各个运营环节使用的硬件设备，包括机床等生产设备、动力设施以及办公设备等等。而软件系统则依托系统的计算机、服务器以及网络设施，通过不同的功能模块对企业各部门的日常运行进行控制，自动采集所有数据信息和进行加工存储，通过计算机运行优化产品研发、加工工艺以及资源调配，让机械加工制造企业的资源效益最大化，自动化机械加工制造系统的构成如图1所示。当前的机械加工设备以及生产系统的自动化延续了传统理念，致力于提高机械零件的加工精度和生产效率，以便制造出性能更加优良的机械设备，满足目前各行各业的生产需要。因此首先在单机设备上大多实现了数字化控制，机床或辅助设备支持技术人员通过编程实现产品的自动化生产。其次根据不同类型企业的生产特点设计的生产单元、加工中心以及生产线应用了人工智能和传感技术等，基于网络通讯实现了机械加工流程的自动化。而在这些自动化相关技术的保障下，柔性制造单元与柔性生产线改变了大型企业的生产模式，使其可以更好地适应市场需求，高效地完成新产品的研发生产。物料传送是机械加工制造的重要环节，联系着产品的每一个工艺流程。其中原材料与半成品、辅助加工机具以及成品的流转，都是由物料传送系统完成的[3]。而自动化生产系统的这一部分，目前引入了智能机器人、自动化传递机构以及立体仓库，由信息系统基于生产需要进行物资的自动化调配和传送。这一系统与加工设备之间的配合，能够实现设备自动更换刀具、模具等，进一步减少了设备运行对人工的依赖。在具体的机械加工制造过程中，设备通过实时监测系统的运行，不仅可以根据需要动态调节运行参数，还能自动切换工作状态和更换辅助加工硬件，对效率至上的工业生产而言意义重大。信息系统是实现机械加工制造过程动态控制的核心，也是企业不同部门进行信息交互的中心。首先信息系统的数据库集中存储了所有部门的信息和数据，并且基于设计、生产或营销等部门的需要，对不同类型的信息进行处理。其次信息系统通过管理控制网络实现各部门的信息共享，相关生产管理和技术服务人员能够通过终端设备远程获取所需信息，从而更高效地完成日常工作。例如设计和研发人员可以基于信息系统的信息和强大的软件功能，应用虚拟技术进行产品结构、工艺的设计[4]。而生产管理部门则能够实时调用各方面的信息，合理安排生产加工任务。在生产过程中对相关计划进行设计和优化，对于机械加工制造企业而言非常关键，决定了企业所有资源的配置是否合理。而自动机械生产系统中的调度自动化系统，能够基于信息系统的信息资源，结合企业的现实生产规划，在日常管理中对各项计划进行动态优化和调整，从而更灵活并有前瞻性地安排生产管理工作。

4结语

我国机械加工制造行业的自动化技术目前还存在很多缺憾，在绝大多数的企业中自动化程度不够：一方面缺乏对生产过程的动态控制，只是在加工环节或部分工序实现了现代意义的自动化；另一方面自动化生产系统的柔性程度不足，产品的研发生产周期相对较长。因此在自动化相关技术的应用方面，还有很多重要课题需要研究。

参考文献

[1]卢正清，邱玲.自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].山东工业技术，2017（3）：28.

[2]王伟.机械自动化技术及其在机械制造中的应用探讨[J].内燃机与配件，2018（5）：63-64.

[3]刘庆.当代在机械制造业中机械自动化技术的应用[J].中国房地产业，2017（18）：30.

[4]赵翔，于方波.机械加工制造中自动化技术的应用分析[J].科技创新导报，2017（31）：90.

作者:焦太安 单位:甘肃机电职业技术学院