淺析機械自動化技術在機械制造業中的應用

摘 要：自動化技術的廣泛應用促進了工業、農業、軍事以及醫療衛生等領域的快速發展。機械制造業作為國民經濟發展中的一個重要組成部分，與機械自動化技術密切相關。文章基于機械自動化技術的相關理論，重點探討機械自動化技術中的數控技術在機械制造業中的具體應用，以期為促進機械制造業的良好發展提供一定指導意義。

關鍵詞：機械自動化技術；機械制造業；具體應用

引言

機械制造業大體指的是各種動力機械、化工機械、機床工具以及儀表儀器等機械設備生產的行業。機械制造業的發展為國民經濟的發展提供了良好的技術裝備，對推動我國工業化進程具有極大促進作用。科學技術水平的不斷提升帶動了機械自動化技術的進步，為機械制造業的快速發展提供了技術支撐。如何更好地將機械自動化成果充分地應用于機械制造業領域成為了未來關注的焦點之一。

1 機械自動化技術的相關理論

自動化技術主要是指在沒有人工操作或者人工干預的條件下，系統能夠自動地按照預先設定好的程序進行工作。如工廠中的大多數機床的應用、航空領域中飛行器的飛行姿態的自動控制等[1]。機械自動化技術則主要涉及的領域是機械制造業，在機械制造業中廣泛地應用自動化技術，從而實現對加工對象的連續化生產，并不斷地優化自動化生產過程。在我國的機械制造業中，機械自動化技術發揮著重要作用。其不僅具有明確的應用范疇，而且還能夠有效地實現社會效益與經濟效益的統一。同時，機械自動化技術的進步也是機械制造各大企業增強市場核心競爭力的有效途徑之一。在一定程度上機械自動化技術與機械制造業之間具有密切的關系。機械制造業的發展離不開機械自動化技術作為支撐，機械自動化技術的價值在機械制造業中得到具體體現。經過不斷地生產實踐和應用，機械自動化技術正朝著集成化、智能化、虛擬化以及敏捷化等方向發展。

2 數控技術在機械制造業中的具體應用

數控技術的誕生應用標志著機械自動化技術開始邁入一個全新的領域。其主要是通過對計算機應用技術、自動化控制技術以及電氣傳動技術等進行有效地整合，從而完成對各類系統的控制工作。機械制造業中的數控技術應用則大多數是依靠程序的存儲功能，以實現對不同機床的有序控制。簡而言之，數控技術是指通過采用電腦程序對生產機器進行控制，并按照工作人員預先變好的相關程式，對機械零部件進行加工的運行過程。

機械制造業中數控技術的應用是機械制造業信息化的重要組成部分，其具有以下特點：首先數控技術能夠對一些一般機床難以加工的復雜零部件進行加工。尤其是在對一些新產品進行研制和開發過程中，數控技術能夠有效地改變產品加工的工藝參數，從而方便工作人員進行操作。其次，數控加工技術能夠有效地保證零部件的品質和精度，且能夠有效地節省了工作人員的工作時間。最后，機械制造業中數控技術的應用還能夠有效地提供工廠工具的管理水平，實現計算機輔助的制造標準。

現代機械制造業中的數控系統主要包括輸入設備和輸出設備兩大部分（如下圖1所示）[2]。

其中，機床部分是整個計算機數控系統的主干，也是實現機械制造加工的執行部件。一般來說，機床是由主運動部件、進給運動部件、支承件以及一些特殊裝置組成。這些裝置的共同運作，才能夠促進整個系統的良好運行。CNC裝置則主要是由計算機系統、位置控制板、PLC接口板以及通訊接口板等部分組成。該裝置的作用是根據已經輸入的零件對加工程序進行相應地處理，同時系統會按照輸出控制的命令對相關的執行部件進行有效地控制。總體說來，大部分工作都是由CNC裝置的內硬件和軟件進行相互協調和配合，才能夠使整個系統處于安全地運行中。PLC則主要用于完成與邏輯運算相關的順序動作控制，能夠接受CNC裝置的執行指令，并及時地對控制信號進行譯碼和轉換，從而實現對輔助裝置的順利控制。同時，PLC裝置還能夠及時地接收操作面板和機床側的I/O信號[3]，經過CNC裝置處理后，以指令的形式輸出到CNC系統的工作狀態和機床的動作中。

例如，某汽車制造商在汽車生產的過程中則充分地引進了數控技術，進而極大地提高了企業的經濟效益。該汽車制造廠計算機數控系統的設計如圖1所示，輸入設備多為紙帶閱讀機、紙帶穿孔機、磁盤驅動器以及光盤驅動器等。同時，這些也是該系統的控制介質。CNC裝置的類別為高級型裝置，聯動軸數為5，分辨率<0.1um，進給速度為>24m/min，CPU位數為32，主要以三維動態的形式顯示。同時，主軸部件采用的是內裝式主軸電機，最高轉速可達200000r/min，主軸轉速的最高加速和減速為1.0g。刀到刀的換刀速度為0.9秒，切削到切削的速度為2.8秒。一輛汽車的完整系統主要由發動機、底盤、車身以及電子電器設備四大部分構成。汽車在生產過程中操作人員往往需要對殼體進行數控加工。其中，發動機、底盤以及車身是常用的典型零件。制造設備則包括鉆床、車床、磨床以及滾齒機等。自動化生產線則包括加工機床、機器人、傳送鏈以及自動夾具等。如操作人員需要對汽車的車身進行噴漆和裝配，則需要借助機器人的優勢，以提高汽車生產的效率和品質。焊接機器人的應用能夠自動地完成相關零部件的組接，以提高工作效率。焊接機器人主要是由機器人和焊接設備兩個部分組成。其中，焊接設備多由焊接電源、送絲機以及焊槍等部分組成，智能機器人則多由傳感系統裝置組成。在實際的汽車生產過程中，大多數的工件需要在焊接的過程中進行變位，并要保證焊縫處于一個良好的狀態才能夠進行焊接作業。

在汽車底盤的焊接過程中，該制造企業用點焊機器人代替一些弧焊作業，極大地縮短了短距離內運動的時間。尤其是在對車體下部的零件進行焊接時，需要對較高的機器人進行組裝，然后對車體上部共同進行加工，以相應地減少汽車焊接生產線的長度。其主要采用的是沖壓焊接，板厚平均為4mm，且多以搭接、角接接頭形式為主，因而極大地提高了汽車焊接的質量，同時還能夠保證汽車的安全性能。根據不同的產品產量以及用戶的需求，該汽車制造廠高速加工中心生產線則主要布置成混合式，能夠充分地結合并聯式和串聯式的優點，從而得到最理想的生產效率，同時還能夠保證分期上批量時的生產線布置。相對于2012年，2013年該汽車制造廠的利潤總額為2327.1億，同比增長5.6%。通過對數控技術的不斷研發與應用，不僅能夠有效地降低汽車生產的成本，而且還能夠提高產能的利用效率和改善產品的結構。

3 結束語

綜上所述，機械自動化技術的發展對促進機械制造業的進步具有重要作用。隨著機械制造業的不斷改進，機械自動化技術也將不斷地成熟。因此，各大機械制造企業應該堅持與時俱進，不斷創新，將機械自動化技術更好地運用于實際生產過程中，從而實現經濟效益與社會效益的統一。

參考文獻

[1]劉斌.論機械自動化技術在機械制造業中的應用[J].企業技術開發，2013（12）.

[2]劉沖，李廣學，李佳亮.機械自動化技術在機械制造業中的應用[J].科技資訊，2011（09）.

[3]謝世權，謝麗.淺談機械自動化技術在機械制造業中的應用及發展[J].知識經濟，2013（05）.

作者簡介：伏彩建（1983-），男，江蘇省連云港市人，工人。endprint