机械自动化在精密加工技术中的应用

田 冰

(新乡职业技术学院,河南 新乡 453000)

0 引言

在现代工业生产中,随着对产品质量、生产效率和成本控制要求的不断提高,机械自动化技术已成为各行业的重要发展方向[1-2]。在精密加工领域中,要求生产出高精度、高质量的零件和组件,这对于生产设备和技术的要求也越来越高[3]。机械自动化技术作为一种将自动化控制系统引入机械设备中的技术,可以大大提高生产效率、降低成本、优化工作流程、提高产品质量等方面的优势[4]。

机械自动化技术在精密加工领域中的应用越来越广泛,其中最具代表性的是数控加工技术。数控加工技术是一种利用数控系统来控制机床进行零件加工的技术,具有高精度、高效率、高稳定性等优点[5-6]。相比于传统的手工加工和机械式加工,数控加工能够更好地满足高精度、高效率、高稳定性等方面的要求。

本文从精密加工技术的发展历程入手,详细介绍机械自动化技术在精密加工领域中的应用及其优势,并结合实际案例进行分析。同时,探讨机械自动化技术在未来的发展趋势和前景

1 精密加工技术的概念和发展历程

1.1 概念

精密加工技术是一种利用先进的机械设备和加工工艺,在极为苛刻的环境下,对零件和组件进行加工和制造的技术。精密加工技术的目标是生产出高精度、高质量、高稳定性的零件和组件,以满足现代制造业对产品质量的要求[7]。

精密加工技术主要应用于机械、电子、航空航天、光学等领域。这些领域对零件和组件的精度、表面质量、形状和位置精度等方面的要求非常高,因此需要使用精密加工技术进行加工和制造。精密加工技术包括传统的手工加工技术和先进的机械自动化加工技术,其中机械自动化技术在精密加工领域中的应用越来越广泛。

1.2 发展历程

精密加工技术的发展历程如表1所示,从工业革命初期的精密机床到现代的高速铣削、电火花加工、激光加工等先进技术,这些技术的不断发展提高了零部件的加工质量和精度,对机械制造及加工领域产生了积极影响[8]。

表1 精密加工技术发展历程

2 机械自动化在精密加工技术中的应用

2.1 机械自动化技术

机械自动化技术是指利用机械和自动化控制技术实现自动化生产的技术。通过自动化控制、传感器、计算机控制和通信技术等手段,对制造流程进行自动化、数字化和智能化升级,实现生产过程的全面控制和优化,提高生产效率和产品质量,降低人力和物力成本,从而提高企业的竞争力。机械自动化技术应用广泛,包括自动化加工机床、自动化装配线、自动化物流系统等领域。

2.2 机械自动化在精密加工技术中的应用

2.2.1 数控机床

数控机床是一种利用计算机数控系统进行加工控制的机床。它能够通过预设程序来实现工件的自动化加工,具有加工精度高、生产效率高、工艺适应性强等优点。数控机床在精密加工领域中应用广泛,如数控铣床、数控车床等。

2.2.2 自动化装配线

自动化装配线是一种将多个工位和设备连接起来,实现工件的自动化生产和组装的系统。自动化装配线能够实现高效、稳定的装配生产,减少生产中的浪费和误差,提高生产效率和产品质量。

2.2.3 机器人

机器人是一种自动化操作设备,具有高速度、高精度和高可靠性等优点。在精密加工领域中,机器人可以用于工件的自动化加工和组装,如机器人喷涂、机器人焊接等。

3 案例分析

3.1 西门子高速加工中心

西门子高速加工中心是一种现代化的高速、高效、高精度加工设备,可以用于各种类型的工件加工,如金属、塑料、陶瓷等材料的切削、钻孔、铣削、车削等。采用了先进的数控技术和高速切削技术,能够实现快速、准确、稳定的加工过程。其主要特点包括以下几个方面。

1)自动化程度高。西门子高速加工中心采用自动换刀系统和自动量具检测系统等自动化技术,可以实现工件的自动化加工,减少人力投入和人为误差,提高加工效率和精度。

2)精度高。西门子高速加工中心采用高精度数控系统和高速切削技术,能够实现极高的加工精度和表面质量,满足不同工件的高精度加工需求。

3)生产效率高。西门子高速加工中心能够实现快速的加工速度和高效的生产过程,大大提高了生产效率和产能。

4)应用范围广。西门子高速加工中心可应用于各种不同类型的工件加工,如汽车零件、飞机零件、机械零件等,具有广泛的应用前景。

3.2 海尔智能制造系统

海尔智能制造系统是海尔集团自主研发的一种智能化制造系统,是基于物联网技术和智能算法的智能制造平台,采用智能设备、智能物流和智能控制等技术,实现生产过程的全面自动化和智能化管理(图1),提高了生产效率和产品质量。海尔智能制造系统主要具有以下特点。

图1 海尔智能制造系统结构示意图

1)自动化程度高。海尔智能制造系统采用智能设备和智能控制技术,能够实现生产过程的自动化管理,减少人为干预和误操作,提高生产效率和产品质量。

2)智能化程度高。海尔智能制造系统采用智能算法和大数据技术,能够实现生产过程的智能化管理,预测生产需求、优化生产计划、监控生产过程等,提高生产效率和生产质量。

3)灵活性高。海尔智能制造系统能够实现生产过程的灵活性管理,根据市场需求和生产计划进行生产调整,实现快速响应和灵活生产。

4)适应性强。海尔智能制造系统能够适应各种不同类型的生产需求,包括批量生产、小批量生产、定制生产等,具有较强的适应性。

4 结论

随着科技的不断发展,机械自动化技术在精密加工技术领域中得到了广泛应用。通过引入自动化控制技术、高速切削技术、自动换刀系统等先进技术,精密加工设备的生产效率和产品质量得到了显著提高,为高精度机械零件的生产和制造提供了强有力的支持。

在未来,随着科技的不断创新和机械自动化技术的不断发展,精密加工设备将越来越智能化、高效化、自动化。预计在工业领域,机械自动化技术将会发挥更加重要的作用,实现生产过程的高效化、精细化和智能化,进一步推动工业的发展。