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        機(jī)械加工制造中自動化技術(shù)的應(yīng)用分析

        2021-08-27 17:10:13楚恒
        現(xiàn)代鹽化工 2021年3期
        關(guān)鍵詞:機(jī)械加工自動化技術(shù)

        楚恒

        摘 要:首先,對在機(jī)械加工制造中應(yīng)用自動化技術(shù)的主要工作進(jìn)行簡要說明,包括信息獲取、動作響應(yīng)、設(shè)備管理、質(zhì)量跟蹤。其次,對自動化技術(shù)在制造行業(yè)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析,包括集成化應(yīng)用、數(shù)字化應(yīng)用、虛擬化應(yīng)用以及智能化應(yīng)用,以期更加廣泛地應(yīng)用自動化技術(shù),充分體現(xiàn)自動化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢與作用,對提升制造行業(yè)集成化、數(shù)字化、智能化、虛擬化水平具有重要意義。

        關(guān)鍵詞:機(jī)械加工;制造行業(yè);自動化技術(shù)

        機(jī)械加工制造主要承擔(dān)機(jī)械部件與零件的生產(chǎn)工作,傳統(tǒng)的機(jī)械制造模式與技術(shù)已經(jīng)不適用于現(xiàn)代加工制造的需要,不僅會浪費(fèi)大量人力、物力,而且會對產(chǎn)品質(zhì)量造成一定影響。因此,筆者結(jié)合在“金工實(shí)習(xí)”這門課程教學(xué)中遇到的一些實(shí)際問題,進(jìn)一步對在機(jī)械加工制造中應(yīng)用的自動化技術(shù)進(jìn)行分析,尋找一種更高效的生產(chǎn)模式。

        1 ? 在機(jī)械加工制造中應(yīng)用自動化技術(shù)的主要工作

        1.1? 信息獲取

        在獲取機(jī)械加工制造信息階段,工業(yè)機(jī)器人會利用專業(yè)識別裝置,對加工過程各階段的信息進(jìn)行采集,借助現(xiàn)場配置的RFID裝置,對采集到的信息進(jìn)行高效、精準(zhǔn)的分析,在考量完信息之后,作出具體的處理規(guī)劃,使得信息在自動化技術(shù)的作用下完整、自主地調(diào)整與優(yōu)化,完成信息協(xié)調(diào)工作。在板材切割自動化控制下,中心信息系統(tǒng)會切割上料以及下料模塊、運(yùn)輸模塊等系統(tǒng)模塊中的信息并進(jìn)行全面采集,依據(jù)型鋼切割要求,合理調(diào)整自動化生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)信息,避免人工糾偏的麻煩。同時,焊接機(jī)器人會對機(jī)械自動化加工設(shè)定的焊接點(diǎn)、運(yùn)行位置、運(yùn)行方法等進(jìn)行高效的信息協(xié)調(diào)工作,以此保證后續(xù)焊接的穩(wěn)定性與精準(zhǔn)性。

        1.2? 動作響應(yīng)

        在機(jī)械自動化實(shí)際加工制造過程中,動作響應(yīng)機(jī)制必須依靠前置提交的各種控制信息,避免各種干擾信號對系統(tǒng)本身的運(yùn)行效率產(chǎn)生影響。與此同時,系統(tǒng)干擾信息裝置會在動作響應(yīng)機(jī)制的運(yùn)行下,主動或被動地對信息處理過程進(jìn)行動態(tài)調(diào)整與優(yōu)化,然后依據(jù)各類信號處理機(jī)械加工制造流程,使得實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果與預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)相符。為保證工業(yè)機(jī)器人能夠接收到相應(yīng)的控制信號,程序系統(tǒng)中的大量傳感器、通信裝置能夠?qū)庸ぶ圃爝^程進(jìn)行全面控制,保證專業(yè)化工作結(jié)果的精準(zhǔn)度[1]。例如在型鋼切割中,激光發(fā)射器、機(jī)械行走裝置以及核心控制軟件相互協(xié)調(diào),在保證動作響應(yīng)精準(zhǔn)度的情況下,實(shí)現(xiàn)零部件的自動生產(chǎn)。

        1.3? 設(shè)備管理

        工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中的設(shè)備管理模塊,能夠在比較、分析機(jī)械加工設(shè)備分散情況的基礎(chǔ)上,對終端以及控制初始端裝配的裝置進(jìn)行調(diào)整,對機(jī)械加工制造運(yùn)行方案、工作規(guī)范等進(jìn)行實(shí)時優(yōu)化,保證工業(yè)機(jī)器人信息傳遞模式始終處于穩(wěn)定的工作狀態(tài),促使動作參數(shù)處理過程中生成的反饋信息具有較高的精度,為工業(yè)機(jī)器人信息協(xié)調(diào)、動作響應(yīng)等工作提供全面、完整的信息,實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工制造設(shè)備管理水平的進(jìn)一步提升。

        1.4? 質(zhì)量跟蹤

        生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率是機(jī)械加工制造對自動化技術(shù)的最高要求,在生產(chǎn)質(zhì)量跟蹤階段,企業(yè)必須采用專業(yè)的質(zhì)檢設(shè)備對機(jī)械加工零部件進(jìn)行檢查,通過抽樣檢查,對各種極限狀態(tài)下的自動化系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)以及設(shè)備管理情況進(jìn)行綜合分析,保證生產(chǎn)任務(wù)的順利完成。例如不同企業(yè)對型鋼生產(chǎn)工藝參數(shù)的控制要求存在一定差異,數(shù)控等離子型鋼在三維技術(shù)、自動化技術(shù)、等離子切割等技術(shù)的作用下,可實(shí)現(xiàn)劃線、切割、清理的一體化,通過有效的質(zhì)量追蹤,可控制精度達(dá)到0.5°。

        2?自動化技術(shù)在機(jī)械加工制造中的應(yīng)用

        2.1? 集成化應(yīng)用

        集成化可為機(jī)械加工制造提供統(tǒng)一的技術(shù)指導(dǎo),始終圍繞以人為本的原則開展經(jīng)營管理以及生產(chǎn)制造活動,通過機(jī)械加工制造中各流程、各機(jī)構(gòu)的簡化,能夠大幅度提高企業(yè)生產(chǎn)與運(yùn)營效率。

        一方面,在集成化實(shí)踐操作過程中,自動化技術(shù)會圍繞信息系統(tǒng)這一核心,對機(jī)械加工制造全過程實(shí)施動態(tài)控制,以此保證各部門進(jìn)行有效的信息交互。集成的信息系統(tǒng)中存儲著各部門生產(chǎn)經(jīng)營需要使用的信息與數(shù)據(jù),包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、營銷等多種數(shù)據(jù)?;跀?shù)據(jù)信息間的不同,通過管理控制網(wǎng)絡(luò),對相關(guān)技術(shù)服務(wù)人員、生產(chǎn)管理人員進(jìn)行合理的調(diào)度,以此高效開展工作。例如研發(fā)人員可使用基于集成信息系統(tǒng)的各項(xiàng)功能,與設(shè)計(jì)部門在線上處理有關(guān)產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化等工作中存在的問題,為生產(chǎn)經(jīng)營提供實(shí)時動態(tài)控制信息。

        另一方面,實(shí)現(xiàn)全過程的自動化管理調(diào)度。在機(jī)械加工制造過程中,計(jì)劃的設(shè)計(jì)、調(diào)控、優(yōu)化是自動化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn),需要基于信息系統(tǒng)合理調(diào)度生產(chǎn)管理以及相關(guān)工作,實(shí)現(xiàn)全過程調(diào)度計(jì)劃的優(yōu)化與調(diào)整,促使自動化技術(shù)能夠深入生產(chǎn)方案中,確保生產(chǎn)管理宏觀調(diào)控工作水平、質(zhì)量的提升[2]。

        2.2? 數(shù)字化應(yīng)用

        自動化技術(shù)在機(jī)械加工制造中的數(shù)字化應(yīng)用,主要就是設(shè)定有效操作、控制機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)字化以及其他相關(guān)信息,以此實(shí)現(xiàn)人工操作的完全脫離,最大限度地減少機(jī)械加工制造零部件的生產(chǎn)誤差,確保機(jī)械設(shè)備在合理范圍內(nèi)運(yùn)行。在此過程中,數(shù)字化控制技術(shù)對機(jī)械加工制造的控制具有循環(huán)特點(diǎn)。與此同時,利用計(jì)算機(jī)對機(jī)械制造的一系列活動進(jìn)行操作,向前端發(fā)送相關(guān)程序指令,能夠有效降低不良因素對生產(chǎn)效率的影響。

        在實(shí)踐操作過程中,數(shù)字化機(jī)械加工的操作要點(diǎn)為:第一,對機(jī)械加工制造整個流程進(jìn)行分析,按照每一個階段對標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的需求根據(jù)相關(guān)指令進(jìn)行控制,以此保證復(fù)雜機(jī)械零部件處理的合理性,保證機(jī)械加工制造生產(chǎn)控制的精準(zhǔn)性。第二,在數(shù)控程序完成一個周期的生產(chǎn)工作之后,機(jī)械加工生產(chǎn)制造會按照數(shù)控操作流程回到周期原點(diǎn),進(jìn)而重復(fù)下一周期的生產(chǎn)工作,可有效避免許多額外工作的產(chǎn)生。第三,自動化的機(jī)械生產(chǎn)加工設(shè)備會按照既定的前期設(shè)計(jì)模型開展相關(guān)的元件生產(chǎn)工作,以此實(shí)現(xiàn)每一個生產(chǎn)步驟的有效銜接,對減輕工人勞動壓力、提升工作效率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        2.3? 虛擬化應(yīng)用

        自動化技術(shù)在機(jī)械加工制造智能化操作中的應(yīng)用,主要基于大數(shù)據(jù)模型,對于前期設(shè)計(jì)、中期制造、后期檢驗(yàn)三大部分的虛擬數(shù)據(jù)模型,實(shí)現(xiàn)對機(jī)械加工制造的虛擬化管理(見圖1)。

        對機(jī)械加工制造領(lǐng)域自動化技術(shù)進(jìn)行虛擬化管理的關(guān)鍵點(diǎn)為:第一,利用大數(shù)據(jù)信息模型來模擬機(jī)械小零件、小部件等,并在虛擬化環(huán)境中對局部機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作進(jìn)行評估,保證應(yīng)用自動化技術(shù)的可行性。第二,在機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、實(shí)踐操作中應(yīng)用自動化技術(shù),全面分析與評估設(shè)計(jì)制造結(jié)構(gòu),為實(shí)現(xiàn)信息集成管理奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。第三,對經(jīng)過改造、調(diào)整的機(jī)械制造結(jié)構(gòu)進(jìn)行一系列模擬與分析,以此提升零部件設(shè)計(jì)制造的直觀性。

        現(xiàn)階段,從我國自動化技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際情況來看,根據(jù)工作人員與虛擬環(huán)境的實(shí)時交互,并在傳感器的協(xié)助下,可創(chuàng)造出一個全仿真的生產(chǎn)環(huán)境,促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效的目標(biāo)[3]。隨著科學(xué)技術(shù)水準(zhǔn)的提升,微型化成為機(jī)械自動化發(fā)展的新要求,要求機(jī)械加工制造必須與我國能源保護(hù)理念相吻合,通過相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新,促進(jìn)機(jī)械加工制造的虛擬化、微型化發(fā)展。

        2.4? 智能化應(yīng)用

        在自動化技術(shù)快速發(fā)展的背景下,機(jī)械加工制造行業(yè)的智能化水平在不斷提升,生產(chǎn)效率以及質(zhì)量得到了大幅度的進(jìn)步。智能機(jī)械制造包括計(jì)算機(jī)、自動化、人工智能等多種提高,技術(shù)的交叉應(yīng)用促使智能化機(jī)械加工制造系統(tǒng)不斷優(yōu)化,例如工業(yè)機(jī)器人就是智能化實(shí)踐操作中自動化技術(shù)應(yīng)用廣泛的成果之一。為達(dá)到“減員、提質(zhì)、增效”的目標(biāo),自動化技術(shù)能夠去除控制對象不必要的程序,避免各種意外因素對機(jī)械加工制造的影響。

        在沖壓自動化生產(chǎn)線中,工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用要點(diǎn)如下:第一,拆垛系統(tǒng),自動拆垛單元會在可循環(huán)雙剁料臺上進(jìn)行自動生產(chǎn)工作,結(jié)合自動除油設(shè)備,按照設(shè)定的涂油工序,對板料進(jìn)行拉延等工作,保證小車在上料區(qū)指定位置停放。第二,由核心控制系統(tǒng)指導(dǎo)沖壓自動化生產(chǎn)線上工業(yè)機(jī)器人的操作,促使機(jī)械加工日常工作具有較強(qiáng)的先進(jìn)性與穩(wěn)定性。同時,企業(yè)會利用分散監(jiān)控方式操作工業(yè)機(jī)器人,由PLC輸送指令、接收反饋信號,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與核心控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。第三,工業(yè)機(jī)器人根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息,建立真實(shí)性較高的虛擬環(huán)境,以此避免各種問題對制造安全性的影響,加快機(jī)械設(shè)備的制造進(jìn)度。

        3 結(jié)語

        通過信息獲取、動作響應(yīng)、設(shè)備管理以及質(zhì)量跟蹤中先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,相關(guān)人員應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)自動化技術(shù)的研究與分析,實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的整體創(chuàng)新,促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1]王志遠(yuǎn).探析新形勢下自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2021(6):219-220.

        [2]李劍峰.數(shù)控自動化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用分析[J].中國設(shè)備工程,2021(5):205-206.

        [3]梁堃,楊葉.自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用分析[J].南方農(nóng)機(jī),2020,51(22):186-188.

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