自動化技術現代制造加工方面的應用

萬　橋

自動化技術現代制造加工方面的應用

萬橋

（武漢東湖學院，湖北 武漢430200）

自動化技術在現代機械制造加工方面的應用越來越廣泛。文章闡述了現代加工的四項主要技術，對精密切削與磨削、電加工、智能加工、綠色加工原理及應用做出分析說明。現代加工技術依靠自動化技術實現微量進給與軌跡控制，可以預見，未來的制造加工方法將越來越融合自動化、一體化的集成加工，實現高效率高質量大生產。

自動化技術；現代加工技術；機械制造；高效率

現代加工技術朝著高效、智能化、綠色化、精密與超精密化等方向發展。相對于傳統加工，現代加工中有許多人為無法控制的因素，且在加工精度測量等方面，僅憑借現在的測量工具無法實現加工控制，這就要求機床加工具有一定的加工效率并且可以實現智能化和自動化測量和控制。現代加工技術包括特種加工、精密加工，如電火花穿孔成型加工、激光加工等，數控機床和加工中心成為目前加工生產的主要加工裝備，自動化技術得到實際應用。

1　精密切削與磨削

精密切削是切削加工中，加工精度和表面質量非常高的一項工藝。精密切削加工的作用原理就是金剛石刀具的超微量去除技術，由于人為無法控制超微量的去除量，又要保證加工的連續性，許多精密加工均采用自動化加工技術。精密加工的關鍵技術有：精密加工機床、極為穩定的加工環境、精密測量技術與自動誤差補償。機床主軸回轉精度和刀具的微量進給是使得微量切削實現的必要條件。目前精密機床采用高精度無震動的軸承主要有液體靜壓軸承、空氣靜壓軸承，機床導軌有滾動導軌與氣浮導軌等。而自動化的進給系統有自動伸縮進給裝置，自動測量技術提供了自動化的測量數據和控制，可是通過數據反饋實現進給量、回轉精度的控制。

精密磨削加工是利用微小的磨粒磨料所具有的微刃與工件形成復雜的切削，微刃作用過程有滑擦、刻蝕、切削。磨削砂輪是將磨粒磨料和結合劑結合起來的工具，砂輪微量進給需要自動控制，而且砂輪在磨削時微粒磨損造成磨削失效，通常用硬度，即磨粒從砂輪上脫落的難易程度來衡量砂輪的品質。精密磨削時一個系統工程，在進給、磨削深度等方面需要自動化的測量和控制，砂輪修復也需要自動修護裝置。精密切削和磨削時自動去除材料加工的重要方式，是目前一種主要的加工方式。

2　電加工

電加工技術的自動化應用較多，具體有:電火花放電加工、電化學加工等。電火花加工是通過一些導電原件和工具電極間脈沖放電來實現材料的去除加工，電火花加工需要經歷四個短暫且連續的過程，即正負電極間介質擊穿放電、介質熱分解，材料融化、蝕除物拋出、極間介質消電離。在電火花線切割加工中，如果要加工復雜曲面，需要自動控制工件的位置變化，如加工螺旋面時，控制圓柱工件運動軌跡，使得在高速切割時準確快速。另外自動走絲機構需要進行切割速度的自動控制。在點解加工中，在陽極與陰極直接通入電解液，這個過程中陽極材料溶解，被電解腐蝕。而陽極的溶解速度除了與電解液濃度有關外，還與電流密度有關，這個過程中的重要參數就是電極間隙，控制電極間隙可以控制電解液的電阻和電流密度。電極間隙小，電流密度就越大，電解液蝕除作用就明顯，蝕除速度就越高。電加工過程需要自動進給裝置，進給量的測量和控制也是自動化加工的一項重要內容。

3　智能加工技術

現代控制技術的發展，計算機以及人工智能工具的使用，智能技術在加工收到重視。智能加工是結合了傳感、控制、數學算法、加工理論等多項理論知識，并追求加

工上高精度、高效率、低成本的目標，實現加工過程中人為無法干預，或者人的腦力活動無法完成的計算、測量和決策過程。智能加工具有許多明顯的特點，其一，智能加工具有優化設計理念，代替了人腦的決策，實現加工方案的優化設計；其二，通過設置傳感裝置，可以檢測目前難以測量的高精度工件，結合網絡，快速實現加工過程的監測和優化；其三，加工過程中遇到非設計因素時，機床設備實現自我調控，對加工參數選擇時刻改變，保持最優；其四，機床自我診斷，并具有人機交互界面，實現智能操控。智能加工需要自動化加工的指導，且自動化加工占據著主要的加工過程。

4　綠色加工技術

綠色加工定義為不犧牲工件的實際質量成本等有用能的前提下，最大限度地利用資源，減輕加工過程中對環境有害的程度，實現高效清潔無污染。綠色加工可以分為三類，一類是節約資源的加工技術，如優化設計毛坯，加工參數等；一類是節省能源的加工技術，如盡量少地安排工序，減少熱量消耗等；一類是環境保護，即通過減少污染物排放來提高整體效率。綠色加工采用了現代先進的加工和環保措施，而對于大生產量的企業生產，實現綠色化需要通過特定的自動化工藝，在加工工具上優化選擇，從而實現刀具自動化變化和切削分離。在一些輔助加工中，如潤滑、冷卻、清洗等過程中，機床控制輔助設備自動運行，可以減少中途停止、機床過熱磨損等。

5　結語

現代化的機械加工要求智能化、集成化、一體化，追求效率的提高和加工質量的提高。自動化技術為機械加工的轉型與控制提供了基礎保證，自動化的刀具進給、軌跡設計以及微量測量技術將成為自動化與現代加工的重要結合點。自動化理論也為新的加工技術提供理論支持。加工技術將越來越微小化、高質量與高效益。

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Application of Automation Technology in Modern Manufacturing Processing

WAN Qiao
（Wuhan Donghu University，Wuhan，Hubei 430200，China）

The app1ication of automation techno1ogy in the modern machinery manufacturing processing becomes more and more wide1y.The artic1e expounds the four major modern processing techno1ogies，exp1ains the princip1e and app1ication of cutting and grinding，precision machining，inte11igent machining，and green machining.Modern processing techno1ogy re1ies on automation techno1ogy to rea1izetrajectory contro1，it can predict that manufacturing processing method in the future wi11 be more and more automatic，integrated，rea1izing high efficiency and high qua1ity production.

automation techno1ogy；modern processing techno1ogy；machinery manufacturing；high efficiency

TH16

A

2095-980X（2016）03-0039-01

2016-02-26

萬橋（1992-），男，湖北監利人，大學本科，主要研究方向：自動化。