机械加工制造中自动化技术的应用论述

赵田楠

摘要：当生产工艺发展到一定水平，必须要提高生产加工设备的自动化程度，进一步减少空程辅助时间，促使生产率不断提高。在相对落后的工艺基础上实现自动化，生产效率的提升是有限的，因此探索机械加工制造当中自动化技术的应用是比较值得思考的一个课题。

关键词：机械加工;自动化;应用

机械加工自动化主要可实现加工对象连续自动生产，大幅度提高生产加工变化速度、流动速度。机械加工制造自动化技术在我国的规模化应用、普及可追溯至20世纪70年代，伴随计算机技术、自动控制技术发展，机械加工制造自动化技术也在不断发展。近几年，计算机高度集成化以及集成化制造系统开发，虽然大幅度促进了我国机械制造自动化的发展，然而就行业整体发展情况而言，我国机械制造、机械加工业仍旧处于自动化初级发展阶段。据不完全统计，我国当前约有12万余机械制造加工企业，但这些企业的发展水平却参差不齐，发展状态极为不平衡，大部分企业都落后于现代化加工水准，传统半自动加工占比较大。因此，为推动机械加工制造业发展，就亟须对机械加工制造中自动化技术的运用进行系统梳理。

一、机械加工制造自动化技术应用

（一）基于PLC的机械加工设备自动化改造

PLC是一种可编程控制器，它是自动化控制当中的主要装备。在机械加工制造当中可以依托机械加工工艺流程来确定PLC的控制方案，一般根据工艺流程当中的被控制对象、控制过程以及工艺要求，可确定输入输出设备，包括开关、传感器、变频器、接触器、电磁阀、指示灯等。特别需要注意的是要根据被控对象统计好PLC的I/O点数，并以此为基础，选定存储器容量。PLC要实现自动控制，PLC的编程是非常关键的一环，务必要做好程序设计，一般根据工艺要求来制定控制流程图，表明控制的顺序和条件，然后利用PLC操作面板的梯形图来进行程序设计，这里对操作人员的电气设计经验以及电气控制知识要求非常高。

在机械加工制造领域，很多普通机床的改造都和PLC有关。也有一些使用的是单片机，相对来说PLC更好，它可以直接利用现成的加工设备（一般只需要改变设备的部分结构即可），只需要配置好传感器、变频器、继电器等装置，再结合设备的加工流程设计好程序即可在电气控制上实现自动化操作。

（二）数控机床的机械加工

在机械加工制造领域可以利用自动化技术来实现更加高水平的自动化，以此来提高机械加工的生产效率。一般很多普通的加工设备都可以转化成自动控制装备，这里边就需要利用自动化技术来对普通的加工设备进行改造。如下重点就现成的数控机床这一自动化加工设备在偏心零件加工上的应用进行分析。

对于偏心零件而言，其是机械设备当中很常用的一种零件，所谓偏心零件是零件外圆与外圆轴线平行但不重合，并且有一定偏心距的零件，有偏心轴、偏心盘等类型。数控车床加工偏心件的工艺过程与普通车床没有太大区别，当然要说区别也有，主要就是数控车床可以自动化加工。目前主流的数控车床可以使用夹具来实现偏心件加工，如三爪卡盘、四爪卡盘和专用偏心件加工夹具等。以三爪卡盘来论，可以加工一些长度较小的偏心件，一般加工中主要解决偏心距的问题，车削时需要先把偏心件外圆的形状固定好，然后调整某个爪卡与材料的接触面间隙，使用垫片来解决偏心距问题。在三爪卡盘加工偏心件当中关键是要抓好垫片这个装置，务必要计算好厚度，目前有一些经验公式可以参考，但经验公式只能提供一个估计的垫片厚度值，相对来说，精度会比较差。然后还需要校正侧母线，一般利用磁力表做的百分表在车床上对比调整即可。

以四爪卡盘来论，在加工偏心件时，需要先调整卡盘上的两爪，使其不对称，另外的两爪则需要调整至对称。然后把加工材料上确定的偏心圆线与卡盘中央重合。然后利用滑针、小平板等来校正偏心圆，先用滑针针尖对准圆线，校正偏心圆后调整为对准外圆水平线，细节检查水平线后，将工件旋转90°，检查另一侧，检查合格后就可以夹紧卡脚，拧紧四爪即可开始加工。在加工时先期需要给定一个小的进给量，小的切深。车圆工件后，适当调整车削量，否则可能导致刀具出现破坏，或者影响加工精度。

专用夹具则是目前使用数控车床加工偏心件的主流方法，该方法的效率高，但是需要针对性地设计制造专用的夹具或者是采购专用夹具。

实际上如果只考虑使用夹具来加工偏心件，还不如使用普通车床来加工，因为经济性要更好。数控车床最大的优势是自动化，因此考虑到自动化加工，可以利用编程技术来编制宏程序来控制车床的加工。但根据现有的一些研究成果来看，宏程序要解决运算量大的问题，而且车床的性能要跟上，否则基本上实现不了。当然现在一些先进的数控车床自带有车削偏心件的程序模块，只需要直接在模块当中输入相应的参数就可以完成偏心件的加工，一般这种数控车床都比较昂贵，考虑经济性，如果能够通过编辑宏程序来实现非专用夹具下的偏心件加工肯定更节约成本，而对于宏程序的编程问题可以参考数控车床宏程序编程实例精讲。

二、基于自动化技术的机械加工制造的思考

机械加工制造自动化是目前很多机械加工厂所寻求的道路，也有很多机械加工制造厂家实现了自动化生产，对于实现了自动化加工生产的厂家来说，其在生产效率方面基本上没有提高的空间。围绕“中国制造2025”“制造强国”等战略，机械加工制造必須要走工业4.0的道路，以自动化加工为基础，先研究应用数字化工厂，然后走向智能制造。PLC的出现让自动化工厂成为第三次工业革命的代表，但在工业4.0中，自动化工厂则因为信息物理系统的发展而成为了数字化工厂的重要基础。

三、结束语

利用自动化技术来实现机械加工制造的自动化，可以提高机械加工制造的效率，并降低人工成本，所以自动化技术对于机械加工制造而言有着非常高的应用价值。为了实现自动化机械加工制造，可以利用自动化技术来对现有的机械加工设备进行自动化改造，当然也可以利用数控机床这种自动化装备来实现自动化加工制造。

参考文献：

[1]王义朋.现代机械加工技术的发展探析[J].机械管理开发，2016（10）：156-157.

[2]郭君.浅析机械自动化设计与制造中的不足与改进[J].软件（教育现代化X电子版），2016（2）：235.