机械自动化技术在机械制造业中的应用

摘 要：自动化技术的广泛应用促进了工业、农业、军事以及医疗卫生等领域的快速发展.机械制造业作为国民经济发展中的一个重要组成部分,与机械自动化技术密切相关.文章基于机械自动化技术的相关理论,重点探讨机械自动化技术中的数控技术在机械制造业中的具体应用,以期为促进机械制造业的良好发展提供一定指导意义.

关 键 词：机械自动化技术；机械制造业；具体应用

引言

机械制造业大体指的是各种动力机械、化工机械、机床工具以及仪表仪器等机械设备生产的行业.机械制造业的发展为国民经济的发展提供了良好的技术装备,对推动我国工业化进程具有极大促进作用.科学技术水平的不断提升带动了机械自动化技术的进步,为机械制造业的快速发展提供了技术支撑.如何更好地将机械自动化成果充分地应用于机械制造业领域成为了未来关注的焦点之一.

1机械自动化技术的相关理论

自动化技术主要是指在没有人工操作或者人工干预的条件下,系统能够自动地按照预先设定好的程序进行工作.如工厂中的大多数机床的应用、航空领域中飞行器的飞行姿态的自动控制等[1].机械自动化技术则主要涉及的领域是机械制造业,在机械制造业中广泛地应用自动化技术,从而实现对加工对象的连续化生产,并不断地优化自动化生产过程.在我国的机械制造业中,机械自动化技术发挥着重要作用.其不仅具有明确的应用范畴,而且还能够有效地实现社会效益与经济效益的统一.同时,机械自动化技术的进步也是机械制造各大企业增强市场核心竞争力的有效途径之一.在一定程度上机械自动化技术与机械制造业之间具有密切的关系.机械制造业的发展离不开机械自动化技术作为支撑,机械自动化技术的价值在机械制造业中得到具体体现.经过不断地生产实践和应用,机械自动化技术正朝着集成化、智能化、虚拟化以及敏捷化等方向发展.

2数控技术在机械制造业中的具体应用

数控技术的诞生应用标志着机械自动化技术开始迈入一个全新的领域.其主要是通过对计算机应用技术、自动化控制技术以及电气传动技术等进行有效地整合,从而完成对各类系统的控制工作.机械制造业中的数控技术应用则大多数是依靠程序的存储功能,以实现对不同机床的有序控制.简而言之,数控技术是指通过采用电脑程序对生产机器进行控制,并按照工作人员预先变好的相关程式,对机械零部件进行加工的运行过程.

机械制造业中数控技术的应用是机械制造业信息化的重要组成部分,其具有以下特点：首先数控技术能够对一些一般机床难以加工的复杂零部件进行加工.尤其是在对一些新产品进行研制和开发过程中,数控技术能够有效地改变产品加工的工艺参数,从而方便工作人员进行操作.其次,数控加工技术能够有效地保证零部件的品质和精度,且能够有效地节省了工作人员的工作时间.最后,机械制造业中数控技术的应用还能够有效地提供工厂工具的管理水平,实现计算机辅助的制造标准.

现代机械制造业中的数控系统主要包括输入设备和输出设备两大部分（如下图1所示）[2].

其中,机床部分是整个计算机数控系统的主干,也是实现机械制造加工的执行部件.一般来说,机床是由主运动部件、进给运动部件、支承件以及一些特殊装置组成.这些装置的共同运作,才能够促进整个系统的良好运行.CNC装置则主要是由计算机系统、位置控制板、PLC接口板以及通讯接口板等部分组成.该装置的作用是根据已经输入的零件对加工程序进行相应地处理,同时系统会按照输出控制的命令对相关的执行部件进行有效地控制.总体说来,大部分工作都是由CNC装置的内硬件和软件进行相互协调和配合,才能够使整个系统处于安全地运行中.PLC则主要用于完成与逻辑运算相关的顺序动作控制,能够接受CNC装置的执行指令,并及时地对控制信号进行译码和转换,从而实现对辅助装置的顺利控制.同时,PLC装置还能够及时地接收操作面板和机床侧的I/O信号[3],经过CNC装置处理后,以指令的形式输出到CNC系统的工作状态和机床的动作中.

例如,某汽车制造商在汽车生产的过程中则充分地引进了数控技术,进而极大地提高了企业的经济效益.该汽车制造厂计算机数控系统的设计如图1所示,输入设备多为纸带阅读机、纸带穿孔机、磁盘驱动器以及光盘驱动器等.同时,这些也是该系统的控制介质.CNC装置的类别为高级型装置,联动轴数为5,分辨率<0.1um,进给速度为>24m/min,CPU位数为32,主要以三维动态的形式显示.同时,主轴部件采用的是内装式主轴电机,最高转速可达200000r/min,主轴转速的最高加速和减速为1.0g.刀到刀的换刀速度为0.9秒,切削到切削的速度为2.8秒.一辆汽车的完整系统主要由发动机、底盘、车身以及电子电器设备四大部分构成.汽车在生产过程中操作人员往往需要对壳体进行数控加工.其中,发动机、底盘以及车身是常用的典型零件.制造设备则包括钻床、车床、磨床以及滚齿机等.自动化生产线则包括加工机床、机器人、传送链以及自动夹具等.如操作人员需要对汽车的车身进行喷漆和装配,则需要借助机器人的优势,以提高汽车生产的效率和品质.焊接机器人的应用能够自动地完成相关零部件的组接,以提高工作效率.焊接机器人主要是由机器人和焊接设备两个部分组成.其中,焊接设备多由焊接电源、送丝机以及焊等部分组成,智能机器人则多由传感系统装置组成.在实际的汽车生产过程中,大多数的工件需要在焊接的过程中进行变位,并要保证焊缝处于一个良好的状态才能够进行焊接作业.

在汽车底盘的焊接过程中,该制造企业用点焊机器人代替一些弧焊作业,极大地缩短了短距离内运动的时间.尤其是在对车体下部的零件进行焊接时,需要对较高的机器人进行组装,然后对车体上部共同进行加工,以相应地减少汽车焊接生产线的长度.其主要采用的是冲压焊接,板厚平均为4mm,且多以搭接、角接接头形式为主,因而极大地提高了汽车焊接的质量,同时还能够保证汽车的安全性能.根据不同的产品产量以及用户的需求,该汽车制造厂高速加工中心生产线则主要布置成混合式,能够充分地结合并联式和串联式的优点,从而得到最理想的生产效率,同时还能够保证分期上批量时的生产线布置.相对于2012年,2013年该汽车制造厂的利润总额为2327.1亿,同比增长5.6%.通过对数控技术的不断研发与应用,不仅能够有效地降低汽车生产的成本,而且还能够提高产能的利用效率和改善产品的结构.

3结束语

综上所述,机械自动化技术的发展对促进机械制造业的进步具有重要作用.随着机械制造业的不断改进,机械自动化技术也将不断地成熟.因此,各大机械制造企业应该坚持与时俱进,不断创新,将机械自动化技术更好地运用于实际生产过程中,从而实现经济效益与社会效益的统一.

[3]谢世权,谢丽.浅谈机械自动化技术在机械制造业中的应用及发展[J].知识经济,2013（05）.

作者简介：伏彩建（1983-）,男,江苏省连云港市人,工人.