機械自動化在精密加工技術中的應用

田 冰

(新鄉職業技術學院,河南 新鄉 453000)

0 引言

在現代工業生產中,隨著對產品質量、生產效率和成本控制要求的不斷提高,機械自動化技術已成為各行業的重要發展方向[1-2]。在精密加工領域中,要求生產出高精度、高質量的零件和組件,這對于生產設備和技術的要求也越來越高[3]。機械自動化技術作為一種將自動化控制系統引入機械設備中的技術,可以大大提高生產效率、降低成本、優化工作流程、提高產品質量等方面的優勢[4]。

機械自動化技術在精密加工領域中的應用越來越廣泛,其中最具代表性的是數控加工技術。數控加工技術是一種利用數控系統來控制機床進行零件加工的技術,具有高精度、高效率、高穩定性等優點[5-6]。相比于傳統的手工加工和機械式加工,數控加工能夠更好地滿足高精度、高效率、高穩定性等方面的要求。

本文從精密加工技術的發展歷程入手,詳細介紹機械自動化技術在精密加工領域中的應用及其優勢,并結合實際案例進行分析。同時,探討機械自動化技術在未來的發展趨勢和前景

1 精密加工技術的概念和發展歷程

1.1 概念

精密加工技術是一種利用先進的機械設備和加工工藝,在極為苛刻的環境下,對零件和組件進行加工和制造的技術。精密加工技術的目標是生產出高精度、高質量、高穩定性的零件和組件,以滿足現代制造業對產品質量的要求[7]。

精密加工技術主要應用于機械、電子、航空航天、光學等領域。這些領域對零件和組件的精度、表面質量、形狀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術進行加工和制造。精密加工技術包括傳統的手工加工技術和先進的機械自動化加工技術,其中機械自動化技術在精密加工領域中的應用越來越廣泛。

1.2 發展歷程

精密加工技術的發展歷程如表1所示,從工業革命初期的精密機床到現代的高速銑削、電火花加工、激光加工等先進技術,這些技術的不斷發展提高了零部件的加工質量和精度,對機械制造及加工領域產生了積極影響[8]。

表1 精密加工技術發展歷程

2 機械自動化在精密加工技術中的應用

2.1 機械自動化技術

機械自動化技術是指利用機械和自動化控制技術實現自動化生產的技術。通過自動化控制、傳感器、計算機控制和通信技術等手段,對制造流程進行自動化、數字化和智能化升級,實現生產過程的全面控制和優化,提高生產效率和產品質量,降低人力和物力成本,從而提高企業的競爭力。機械自動化技術應用廣泛,包括自動化加工機床、自動化裝配線、自動化物流系統等領域。

2.2 機械自動化在精密加工技術中的應用

2.2.1 數控機床

數控機床是一種利用計算機數控系統進行加工控制的機床。它能夠通過預設程序來實現工件的自動化加工,具有加工精度高、生產效率高、工藝適應性強等優點。數控機床在精密加工領域中應用廣泛,如數控銑床、數控車床等。

2.2.2 自動化裝配線

自動化裝配線是一種將多個工位和設備連接起來,實現工件的自動化生產和組裝的系統。自動化裝配線能夠實現高效、穩定的裝配生產,減少生產中的浪費和誤差,提高生產效率和產品質量。

2.2.3 機器人

機器人是一種自動化操作設備,具有高速度、高精度和高可靠性等優點。在精密加工領域中,機器人可以用于工件的自動化加工和組裝,如機器人噴涂、機器人焊接等。

3 案例分析

3.1 西門子高速加工中心

西門子高速加工中心是一種現代化的高速、高效、高精度加工設備,可以用于各種類型的工件加工,如金屬、塑料、陶瓷等材料的切削、鉆孔、銑削、車削等。采用了先進的數控技術和高速切削技術,能夠實現快速、準確、穩定的加工過程。其主要特點包括以下幾個方面。

1)自動化程度高。西門子高速加工中心采用自動換刀系統和自動量具檢測系統等自動化技術,可以實現工件的自動化加工,減少人力投入和人為誤差,提高加工效率和精度。

2)精度高。西門子高速加工中心采用高精度數控系統和高速切削技術,能夠實現極高的加工精度和表面質量,滿足不同工件的高精度加工需求。

3)生產效率高。西門子高速加工中心能夠實現快速的加工速度和高效的生產過程,大大提高了生產效率和產能。

4)應用范圍廣。西門子高速加工中心可應用于各種不同類型的工件加工,如汽車零件、飛機零件、機械零件等,具有廣泛的應用前景。

3.2 海爾智能制造系統

海爾智能制造系統是海爾集團自主研發的一種智能化制造系統,是基于物聯網技術和智能算法的智能制造平臺,采用智能設備、智能物流和智能控制等技術,實現生產過程的全面自動化和智能化管理(圖1),提高了生產效率和產品質量。海爾智能制造系統主要具有以下特點。

圖1 海爾智能制造系統結構示意圖

1)自動化程度高。海爾智能制造系統采用智能設備和智能控制技術,能夠實現生產過程的自動化管理,減少人為干預和誤操作,提高生產效率和產品質量。

2)智能化程度高。海爾智能制造系統采用智能算法和大數據技術,能夠實現生產過程的智能化管理,預測生產需求、優化生產計劃、監控生產過程等,提高生產效率和生產質量。

3)靈活性高。海爾智能制造系統能夠實現生產過程的靈活性管理,根據市場需求和生產計劃進行生產調整,實現快速響應和靈活生產。

4)適應性強。海爾智能制造系統能夠適應各種不同類型的生產需求,包括批量生產、小批量生產、定制生產等,具有較強的適應性。

4 結論

隨著科技的不斷發展,機械自動化技術在精密加工技術領域中得到了廣泛應用。通過引入自動化控制技術、高速切削技術、自動換刀系統等先進技術,精密加工設備的生產效率和產品質量得到了顯著提高,為高精度機械零件的生產和制造提供了強有力的支持。

在未來,隨著科技的不斷創新和機械自動化技術的不斷發展,精密加工設備將越來越智能化、高效化、自動化。預計在工業領域,機械自動化技術將會發揮更加重要的作用,實現生產過程的高效化、精細化和智能化,進一步推動工業的發展。