机械加工工艺中自动化控制技术的应用分析

陈小琦

中国航发中传机械有限公司 湖南长沙 410200

国内科学技术取得巨大进步，许多新兴技术已被研发出来并投入使用，使各行各业的发展在生产技术层面有了新的进展。同时，网络信息技术的广泛运用有效推动生产技术朝着自动化以及智能化方向前进。机械加工制造业作为一种精密性较强的加工制造行业，对生产技术的要求较高，因此必须确保相关技术具有一定的先进性，这样才可以将机械加工制造的精准度提升到新的水平，最大限度减少机械加工制造过程中出现的错误，从而为相关产品的质量提供保障。

1 机械加工制造中应用自动化技术的意义

从现代机械加工制造行业的发展来看，在该行业中有效应用自动化技术，可以促进机械加工制造相关企业的现代化发展，适时更新并升级传统的机械加工生产方式，将企业的自动化生产技术水平提升到新的高度；可以有效融合机械设备装置与现代信息技术，并将其运用到实际的生产活动中，使各个生产步骤之间的联系更加紧密，让企业的生产效率得到大幅度提升，同时有效提高资源的使用率，从而在最大限度上节约企业的各种资源，将企业的经济效益最大化；自动化技术的稳定性能比较强，生产操作方式也比较简单，可以有效节省时间、人力以及物力，不仅可以减轻生产工作人员的工作压力，还可以为机械加工制造生产系统的稳定、高效运行提供相应的保障，有利于机械加工制造相关企业的生产活动以及生产经营的管理一体化发展[1]。

2 机械加工工艺中的自动化控制技术研究

首先对于自动化控制技术的控制单元是指对于自动化控制技术的调节功能和制定功能，其也是机械化加工工艺自动化控制技术的维稳系统，一般来说，机械化加工工艺的正常运行都是依靠着控制系统来完成的，控制单元有着自我检查和自我调节功能，因此当机械加工工艺出现某些问题，控制单元可以第一时间发现并且根据问题做出相应的调整工作，因此只要机械加工工艺内部没有出现太大的问题，控制单元都可以进行自行修复，但是相关的工作人员应该定期对控制单元进行检查和维修，以保证控制单元可以健康运行，控制单元的正常运转是整个机械加工工艺正常运转的前提。制定单元在机械加工工艺中主要发挥的作用就是对自动化控制系统中的各项程序进行传感工作，制定单元可以对系统中接收的程序数据进行分析和解读，将程序数据转化为具体的任务命令，因此机械加工工艺中的自动化控制系统主要是依靠制定单元来进行工作的，其可以根据不同的程序数据而发出不同的指令信号，从而完成对企业和工厂发出的各种任务要求。传感单元在机械加工工艺自动化控制技术中主要的工作内容是根据不同的程序发出的不同的指令信号来进行整理的工作，传感单元可以对制定单元发出的信号进行整理和记录，这也是自动化控制技术可以记忆的主要原因之一[2]。

3 工程概况

某机械制造企业主要负责加工制造轴套类零件，包括短空心轴与解算器座，零件尺寸的精度要求为IT5至OT7，同轴度要求控制在φ0.008mm至φ0.015mm之间，垂直度需要达到0.010mm至0.015mm，零件统一采用铝棒2A12-T4材料。但由于企业在进行轴套类零件的加工制造过程中，出于成本等因素的考量，一直采用传统加工制造工艺技术，且缺乏有效的技术管理，因此不仅导致零件制造速度较为缓慢，同时还存在零件孔变形较大的问题。根据相关数据显示，短空心轴零件的孔变形量在0.1mm至0.2mm之间，解算器座零件的孔变形量约为0.05mm至0.15mm，均与国家规定的相关标准要求不相符。因此企业正在积极尝试将机械自动化技术引入其中，并大力加强技术管理工作。

4 机械零件自动化加工工艺技术

4.1 气动技术控制机床进给

该企业通过充分结合自身实际情况，在严格按照国家相关标准要求下，间气缸分别安装在机械进给的X与Z轴方向上，利用气缸达到推动托板的效果。同时选择使用弹簧复位的电磁阀作为单电控二位五通阀，利用这一电磁阀可以使得缸杆在通电状态下可以自动伸出，当处于失电状态时缸杆即可自动缩回。另外，在集成化机械自动化技术的应用过程中，工作人员还将自动调节装置安装在X轴与Z轴方向的气缸进气与排气位置处，该装置运用智能感应技术可随时感应、检测并精准采集气缸动作速度与负载变化情况，而后根据具体负载变化程度对气缸X与Z方向的伸出与缩回速度进行自动调整，搭配使用的可调油压阻尼器实现对机床进给速度的有效控制。在将气动技术、自动控制技术等统一集成在机床进给中，使得气缸动作速度可以始终保持在50mm/s至500mm/s之间，有助于提高机床进给的稳定性，为大批量自动化完成轴套类零件的精加工创造良好条件。

4.2 零件加工程序控制系统

在利用智能化和柔性化的自动化工程技术，完成轴套类零件的加工制造时，相关工作人员在对包括局域网在内的各项现有优势资源进行集中整合的基础上，主要通过利用可编程控制器以及作为控制元件的电磁阀等设备，构建了一个具有精准自动控制功能的零件加工程序控制系统。该系统中同时具有PLC功能与HMI功能，搭配像素为192×64的LCD显示屏，在制造轴套类零件时，将可编程控制器运用在控制回路中，以此有效减少外围部件数量，并达到提高控制精准性的目的。操作人员在验证其身份与权限，进入到这一程序控制系统中后，即可在其自动显示的原始画面中根据自身实际需要选择手动或自动或编程功能键，其中系统的自动功能键与零件现场加工制作流水线上安装的各个智能监控系统相连接，一方面可自动用于对零件整个加工情况进行监控管理，另一方面操作人员在按下该功能键后，生产线将自动按序逐一完成各工件的加工。而工作人员在进入到编程界面中后，只需根据自身实际需要，运用专门的编程语言编写各汽缸与电机的动作程序，随后系统将会严格按照程序指令进行执行操作，进而达到自动完成每道既定工序的工件精准加工。

5 结语

总而言之，机械加工工艺中的自动化控制技术可以有效地帮助企业减少在各个环节中的投入，并且可以得到更加理想化的收益，从而企业可以将这一部分资金投入到企业对自动化控制技术的优化与研发当中，从而帮助企业在多个方面实现自动化，帮助企业在保证产品质量的同时也提高产品生产的效率，提高企业在整个市场中的竞争力，为我国经济和社会发展提供良好的动力。