劉 楊

(佳木斯防爆電機(jī)研究所有限公司,黑龍江佳木斯 154005)

0 引言

機(jī)械自動化技術(shù)使用數(shù)字、電子技術(shù)對機(jī)器設(shè)備進(jìn)行有效的控制,使其可以完成高水平生產(chǎn)、高效率生產(chǎn)的多方面要求。從而達(dá)到提升生產(chǎn)質(zhì)量、提升機(jī)械制造能力、提升生產(chǎn)效率等多方面的要求。隨著現(xiàn)代機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)に嚒⒓夹g(shù)、流程的高要求,傳統(tǒng)的機(jī)械控制、管理方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)的實際需求,為了進(jìn)一步發(fā)揮機(jī)械制造對生產(chǎn)力的推動作用,需要進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的應(yīng)用,從而實現(xiàn)控制制造誤差、實現(xiàn)綠色制造、提升制造水平等多方面的目標(biāo)。

1 機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的應(yīng)用方向

1.1 提高機(jī)械制造能力

機(jī)械制造能力、水平的不斷提升是行業(yè)發(fā)展的主要方向,機(jī)械自動化技術(shù)運(yùn)用其可編程、標(biāo)準(zhǔn)化控制方式,進(jìn)一步提升了機(jī)械制造的能力。針對不同的機(jī)械制造需求,事先針對設(shè)備的控制進(jìn)行編程,使其具有標(biāo)準(zhǔn)性和極強(qiáng)的目的性,從而有效減少因控制精準(zhǔn)度等問題造成的機(jī)械制造效果不佳現(xiàn)象。同時,精準(zhǔn)的編程控制可以進(jìn)一步提升機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的精度,從而有效提升設(shè)備的制造生產(chǎn)能力。相較于傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝,機(jī)械自動化可以有效避免在生產(chǎn)過程中因人為操控等原因所造成的干擾,從而保障生產(chǎn)加工的精密性,為機(jī)械制造的質(zhì)量和加工能力提供良好的基礎(chǔ)[1]。此外,進(jìn)一步利用機(jī)械自動化技術(shù),還可以對生產(chǎn)與制造過程進(jìn)行全過程、動態(tài)監(jiān)控,并在此前提下,對機(jī)械制造過程進(jìn)行精密的管理。并使用智能程序?qū)υO(shè)備生產(chǎn)、制造過程進(jìn)行糾偏,從而進(jìn)一步保障機(jī)械制造能力的多方面要求。

1.2 降低機(jī)械制造管理、運(yùn)維難度

傳感器、大數(shù)據(jù)、智能技術(shù)的加持下,機(jī)械制造管理、運(yùn)維的過程中,可以采取動態(tài)全過程監(jiān)控的方式收集機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中的各項數(shù)據(jù),系統(tǒng)管理員可以根據(jù)數(shù)據(jù)客觀判斷機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài),從而在管理運(yùn)維的過程中能夠更準(zhǔn)確的找到機(jī)器設(shè)備存在的問題。而在進(jìn)一步運(yùn)用智能技術(shù)的情況下,可以對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自我診斷,發(fā)送相應(yīng)的警報,在面對過流、過載等影響機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的問題時,能夠保障系統(tǒng)及時的應(yīng)對,并通過主動切斷故障區(qū)域的方式,避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大[2]。同時也可以根據(jù)實際的生產(chǎn)需求,選擇性的啟停機(jī)械設(shè)備,從而保證機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)始終維持在最佳的工作狀態(tài),為進(jìn)一步延長設(shè)備的使用壽命、提升設(shè)備的生產(chǎn)指標(biāo)做出良好的保障。

1.3 提升生產(chǎn)效益

機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升機(jī)械制造的生產(chǎn)能力,從而提升生產(chǎn)效益。在此基礎(chǔ)上,標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械制造過程可以提升機(jī)械制造的質(zhì)量水平,提升良品率,避免因相關(guān)問題導(dǎo)致的成本浪費(fèi)現(xiàn)象,從而達(dá)到提升生產(chǎn)效益的目的。除此之外,在利用自動化技術(shù)的過程中,可以分析生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)情況,對生產(chǎn)過程進(jìn)行合理的控制,改變生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,確保生產(chǎn)線保持節(jié)能的工作狀態(tài),從而實現(xiàn)節(jié)約能耗的目的[3]。而在運(yùn)維管理的過程中,機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用還可以有效減少人力成本的支出,避免相關(guān)問題對機(jī)械制造的經(jīng)濟(jì)效益帶來的不良影響。

2 機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的實際應(yīng)用

2.1 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造過程中的應(yīng)用較為常見,利用傳感器、數(shù)字信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、電子科技等技術(shù),針對機(jī)械制造的實際需求靈活設(shè)計軟硬件,從而有效提升設(shè)備的工作水平。在生產(chǎn)的過程中可以全程使用計算機(jī)設(shè)備,通過遠(yuǎn)程控制方式實現(xiàn)自動化或者手動操作與管理的目的。自動化操作管理的過程中,可以使用軟件的方式進(jìn)行控制,而在編程的過程中可以對生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬,選擇相應(yīng)的模塊以及加工方式構(gòu)成自動化控制軟件,并進(jìn)一步利用高速的電子控制手段,確保各個控制模塊能夠高效、準(zhǔn)確的運(yùn)行,使設(shè)備能夠按照設(shè)計人員預(yù)期的方式執(zhí)行生產(chǎn)與加工動作。例如現(xiàn)代機(jī)械制造中常用的數(shù)控車床,車床的刀具、載具、控制方式都能夠按照軟件設(shè)計人員的編程展開工件的加工,車床的加工會按照數(shù)字程序進(jìn)行自動運(yùn)轉(zhuǎn),精確完成每一個工件的高精度加工[4]。同時,編程時還可以模擬車床的工作情況,從而對加工程序的合理性、有效性進(jìn)行驗證,避免編程問題導(dǎo)致的生產(chǎn)加工問題。此外,數(shù)控車床還可以根據(jù)管理人員導(dǎo)入的原件尺寸、設(shè)計圖紙,自動展開工件加工方式的分析,并利用相應(yīng)的參數(shù)來建立加工的幾何坐標(biāo)值,有效降低加工程序編程的難度,從而進(jìn)一步提升數(shù)控車床加工的可靠性?，F(xiàn)階段數(shù)控車床的加工已經(jīng)能夠達(dá)到0.002～0.003mm的加工精度,在未來的技術(shù)發(fā)展過程中,勢必能夠達(dá)到更高精度、高效率的生產(chǎn)加工要求。

2.2 虛擬技術(shù)應(yīng)用

虛擬技術(shù)是對現(xiàn)實機(jī)械制造生產(chǎn)加工過程的模擬,利用各種信息搭建能夠達(dá)到仿真目的的機(jī)械制造、加工場景,并從多方面的角度保證這一個虛擬的機(jī)械制造過程能夠為現(xiàn)實中的機(jī)械制造生產(chǎn)加工提供相應(yīng)的參考依據(jù)。該技術(shù)在應(yīng)用的過程中可以利用CAM、CAD等技術(shù)建立機(jī)械設(shè)備加工模型,并在模擬仿真的過程中對機(jī)械制造的過程進(jìn)行虛擬再現(xiàn),例如在汽車制造的過程中,設(shè)計人員可以根據(jù)汽車制造的實際生產(chǎn)場景進(jìn)行圖紙的設(shè)計,使用CAD、3DMax等軟件建立實體模型,然后對其的鑄模過程、生產(chǎn)制造、加工過程進(jìn)行仿真和模擬,根據(jù)虛擬場景中汽車制造遇到的問題展開相應(yīng)的調(diào)整。從而使虛擬生產(chǎn)、加工過程能夠為現(xiàn)實中的汽車制造提供良好的參考依據(jù)。虛擬技術(shù)的應(yīng)用可以有效減少數(shù)據(jù)、鑄模等過程中投入的時間、材料成本,不需要實際生產(chǎn)試驗品就可以達(dá)到提升設(shè)計水平的目的[5]。有效簡化了機(jī)械設(shè)計、制造的流程,為機(jī)械制造水平的發(fā)展與提升提供了良好的保障。在此基礎(chǔ)上,利用VR/AR技術(shù)可以將虛擬場景與現(xiàn)實的機(jī)械制造場景進(jìn)行互動,從而更有效地模擬機(jī)械加工過程,而計算機(jī)技術(shù)的有效支持可以保障人工檢查方式較難發(fā)現(xiàn)的碰撞、沖突、結(jié)構(gòu)問題得到及時的提示與預(yù)警,并通過文本、視頻、圖表等方式記錄模擬仿真的過程,為持續(xù)優(yōu)化、改進(jìn)機(jī)械制造流程提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

2.3 柔性制造技術(shù)的應(yīng)用

在機(jī)械制造的過程中,受制于材料、設(shè)備等客觀因素的影響,單一的機(jī)械制造生產(chǎn)線很難完成機(jī)械制造的全過程。柔性技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升機(jī)械設(shè)備的中、小批量生產(chǎn)能力,特別是具有較高生產(chǎn)難度的零件加工過程中,不同的企業(yè)使用的生產(chǎn)設(shè)備有較大的不同,而生產(chǎn)設(shè)備的限制會導(dǎo)致企業(yè)只能加工一個或者幾個類似的零件。而柔性制造技術(shù)的應(yīng)用,可以根據(jù)產(chǎn)品的需求來調(diào)整設(shè)備的加工模式,使機(jī)械制造設(shè)備能夠根據(jù)不同的零件展開生產(chǎn)與加工。同時也可以根據(jù)加工對象、材料的變化對生產(chǎn)的工藝流程進(jìn)行調(diào)整,從而豐富機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用面。在應(yīng)用柔性制造技術(shù)的過程中,這些設(shè)備的生產(chǎn)系統(tǒng)不僅可以對舊有的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行有效的繼承,還可以迅速經(jīng)濟(jì)性的調(diào)整生產(chǎn)方向,從而有效應(yīng)對機(jī)械制造行業(yè)飛速發(fā)展的現(xiàn)狀。而在設(shè)備維護(hù)和擴(kuò)展的過程中,柔性制造技術(shù)的應(yīng)用可以幫助企業(yè)靈活的應(yīng)對各種生產(chǎn)故障、生產(chǎn)需求,并采用多種方式進(jìn)行查詢和處理,從而使機(jī)械制造系統(tǒng)的完整性、穩(wěn)定性得到有效的加強(qiáng)。例如在鈑金加工的過程中,柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用可以對鈑金制造過程進(jìn)行持續(xù)的補(bǔ)充和調(diào)整,例如采用柔性沖切復(fù)合技術(shù)的S4生產(chǎn)系統(tǒng),一體化的直角剪可以解決模具沖切過程中對板材厚度、材質(zhì)等多方面的要求,一次性的加工長度可以提升到傳統(tǒng)模具切刀的3倍左右,還進(jìn)一步提升了加工的效率。

2.4 智能與集成化的應(yīng)用

機(jī)械制造行業(yè)的未來發(fā)展方向是屬于智能技術(shù)與集成化技術(shù)的。智能技術(shù)進(jìn)一步提升了機(jī)械設(shè)備制造的自動化水平,同時現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,使智能技術(shù)在機(jī)械制造的數(shù)據(jù)分析、質(zhì)量管理、設(shè)計、維護(hù)等多個環(huán)節(jié)中都發(fā)揮了積極的作用。例如在前期設(shè)計的過程中,對數(shù)據(jù)的分析可以快速挖掘設(shè)計的內(nèi)容,智能分析其的合理性以及可行性,從而輔助設(shè)計人員調(diào)整設(shè)計方案。在質(zhì)量管理的過程中,智能技術(shù)通過全過程動態(tài)的監(jiān)控以及智能化的判斷來保障質(zhì)量管理的精度。例如在零件加工過程中,智能技術(shù)通過視頻等傳感器對工件的大小、形狀、狀態(tài)進(jìn)行智能判斷,從而準(zhǔn)確掌握其的加工精度,并通過智能控制實現(xiàn)良好的加工效果。智能技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升機(jī)械制造的加工能力,實現(xiàn)真正的自動化,在與集成技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合后,可以進(jìn)一步保障機(jī)械制造能力的有效提升[6]。例如采用CIMS集成管理技術(shù)和智能技術(shù)的應(yīng)用過程中,可以對生產(chǎn)制造的全過程進(jìn)行全面分析,分析過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù),從而在決策的過程中發(fā)揮重要的作用。同時,集成技術(shù)與智能技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步發(fā)揮現(xiàn)代機(jī)械制造的“并行”能力,使不同的制造過程能夠得到統(tǒng)一管理,從而集約利用各種生產(chǎn)要素,達(dá)到提升機(jī)械制造能力、水平的目的。

3 結(jié)語

綜上所述,機(jī)械自動化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用,對于保障機(jī)械制造能力、質(zhì)量、效益的提升有非常重要的作用。在實際應(yīng)用的過程中,機(jī)械自動化技術(shù)可以有效提升一些制造的應(yīng)用范圍,使機(jī)械制造朝著高質(zhì)量、高效率、高水平的方向不斷發(fā)展和升級,為我國工業(yè)生產(chǎn)能力的提升提供良好的基礎(chǔ)保障。