機床自動化程度的提升與應用

■北方重工集團重大部件加工分公司 （遼寧沈陽 110141） 何海洋

機床自動化程度的提升與應用

■北方重工集團重大部件加工分公司 （遼寧沈陽 110141） 何海洋

摘要：本文分析了機床自動化技術在經濟生產中的發展現狀，討論了機床自動化程度的提升與應用，并對機床自動化技術的發展趨勢做出了展望。

機床自動化技術在機械制造行業得到廣泛的應用，極大推動了我國工業現代化進程。機床是組成機械制造系統的最基本設備，它是由零件機械加工工藝過程設計所決定的，并與相應的工藝裝備組成不同類型的加工工藝系統。各加工工藝系統是相對獨立的，只有通過工件運儲系統才能使之成為有機的整體。

1. 企業機床自動化發展現狀

北方重工重大部件加工公司隸屬于北方重工集團有限公司，是具有自主經營、獨立核算和自計盈虧的經濟實體，擁有產品營銷、生產制造和質量保證等集團授予的權利，有完整的工藝、試驗、檢測手段以及完整的生產加工體系和用戶服務體系。大件公司擁有一個數控加工編程中心、兩個機加工車間，一個機修車間和一個工裝輔具車間。公司通過了ISO9001質量管理體系、ISO14001環境管理體系、GB/ T28001職業健康安全管理體系和ISO10012測量管理體系四項“一體化”認證。

大件公司擁有4m×8m、5m×16m（13m、17m）數控龍門銑，8m×20m和10m×40m數控車銑加工中心，數控φ200mm鏜、φ250mm鏜、φ260mm鏜和數控1680臥車、數控6.3m、10m立車，以及18m龍門銑和捷克φ200mm鏜等21臺大型數控機床。

年生產能力：工業總產值2.1億元，其中，機械加工產值（加工制造費）8 000萬元；最大起重能力500t，可承攬加工工件最大重量500t，加工最大回轉體類工件直徑16m，加工最大銑削、鏜削類工件外形尺寸（長×寬×高）20m×10m×6m。主要服務于隧道工程、冶金、礦山、煤炭、電力、建材、港口、化工、工程成套和環保等行業，以及軍工、核電等領域的重大技術裝備中的重、特大型零部件的加工制造等。

公司經過多年的努力，機床設備有了重大變化，為國民經濟和國防建設提供了大量的基礎工藝裝備，為國家的現代化進程做出重要貢獻。數控機床占有率達到100%，自動化程度提高，減少工人勞動強度，提高生產效率。

2. 公司機床自動化的適應性

為了實現多品種、中小批量生產的自動化，就要求加工設備和加工系統具有高度的適應性或靈活性。“柔性制造系統（FMS）”便是隨著數控（NC）技術和計算機技術的發展而興起的。

計算機集成制造系統是與制造有關的、企業內部和外界所有部門功能信息處理的綜合利用，以獲得產品計劃和制造所需的工程功能和組成功能的集成，并借助適當的接口、數據庫和網絡，達到信息資源在部門間的共享。

計算機集成制造系統的主要任務是進行企業內部和外部信息流的集成。它可以被看成是由4個子系統和一個數據庫系統組成的系統。子系統由管理信息系統（MIS）、計算機輔助工程（CAE）、生產過程控制和管理系統對生產進行實時控制與管理、在線測試和過程的故障診斷、過程中的數據采集并反饋至有關子系統，以便決策機構作出相應的反應。

計算機集成制造系統中的數據庫是一個分布式數據庫。它利用一個統一的分布式數據庫管理系統，把中央數據庫和地區數據庫整理和控制起來，達到整個計算機集成制造系統中數據的準確性、及時性、一致性和共享性。

3.企業“機器換人”難點

制造業中，已經初步出現了機器換人的現象，所謂機器換人現象就是把機器視覺技術引入到生產線當中。機器視覺技術，就是利用機器來替代人工視覺，賦予機器眼睛和大腦。在大批量工業生產過程中，用人工視覺檢查產品質量效率低且精度不高，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產效率和生產的自動化程度。

鼓勵招工難的企業機器換人，從長遠角度看，機器換人是制造轉型升級最佳途徑，但是這是一個循序漸進的過程并不能一蹴而就。工業機器人雖然在很大程度上能給企業帶來紅利，但是傳統的人工做工并不能被完全代替。

機器換人存在著五大難題：①企業對機器換人的認識不夠深入。②資金和人才成為制約企業機器換人的兩大主因。③已引進設備的使用率有待提高。④缺乏專業化服務機構。⑤某些關鍵共性技術亟需攻克。

企業的老技術工對于一個企業來說都是“寶貝”一樣的存在，就算是機器換人也不可能換掉這部分人，也就意味著，目前機器換人換掉了也只是部分可有可無的人。在這樣的過度階段，想不被機器人換掉就要通過自身學習，不成為可有可無的人，企業應建立健全的人才培養機制。

8m×20m車銑復合機床

4. 數控機床技術的發展趨勢

（1）個性化發展趨勢：①高速化、高精度化、高可靠性：提高進給速度與提高主軸轉速。②復合化：數控機床的功能復合化的發展，其核心是在一臺機床上要完成車、銑、鉆、攻螺紋、絞孔和擴孔等多種操作工序，從而提高了機床的效率和加工精度，提高生產的柔性。③智能化：為追求加工效率和加工質量方面的智能化；為提高驅動性能及使用連接方便等方面的智能化；簡化編程、簡化操作方面的智能化；還有如智能化的自動編程、智能化的人機界面等，以及智能診斷、智能監控等方面的內容，方便系統的診斷及維修。

（2）個性化是市場適應性發展趨勢。當今的市場，國際合作的格局逐漸形成，產品競爭日趨激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不斷升級，用戶的個性化要求日趨強烈，專業化、專用化和高科技的機床越來越得到用戶的青睞。

（3）開放性是體系結構的發展趨勢。新一代數控系統的開發核心是開放性。開放性有軟件平臺和硬件平臺的開放式系統，采用模塊化，層次化的結構，并通過形式向外提供統一的應用程序接口。

5.結語

在短期來看機器換人是滿足了企業的用工荒，一場“機器換人”的自動化革命正如火如荼地進行。自動化制造是中國版工業4.0的基石，在目前經濟發展的“新常態”下，自動化生產與裝備的春天已經來臨。

收稿日期：（20150210）