机械制造业实际应用(自动化在机械产品加工中的应用研究，有哪些潜在优势？)

文I章仕齐

编辑I章仕齐

自动化技术与机械产品加工自动化概述

自动化技术是现代信息化高速发展的产物，是信息时代的一种新技术应用，自动化技术依托设计软件、加工系统以及自动化设备来完成产品构造设计、加工制造等多种复杂的程序，自动化技术在制造过程中具有节省人力、降低加工制造成本、提高产品精准度、提高生产效率等优势，在当前各个生产领域都有广泛应用。

自动化技术应用往往与多学科交叉，特别是在产品研发初期，研发人员需要具有丰富的理论储备与较强的实践应用能力，才能设计出符合用户需要的自动化设备，当前计算机技术和软件加工技术高速发展，使得自动化技术与加工技术实现了完美结合，加工操作逐渐向智能化发展，高科技自动化设备不断涌现。

机械产品加工自动化是自动化技术应用重要组成部分，它通常利用操作系统结合计算机应用技术实现产品加工的连续性与高效性，产品制造过程精准，可以减少生产事故发生。

在一定程度上降低了企业的人工投入和财务投入，企业可以实现由劳动密集型向技术密集型方向发展，特别是近些年来电气化技术与自动化技术的高速发展，使得机械加工对产品的加工难度降低，实现了产品加工的精准性和复杂性，提高了产品核心竞争力。

自动化技术在机械加工制造中的应用优势

依托于计算机技术的高速发展，自动化技术在机械产品加工中应用越来越广泛，实现了机械制造领域专业化，提高了加工产品的附加值，其主要具备以下几个方面特点。

在过去相当长的历史时期内，机械产品加工制造主要以人工设计与冷加工为主，加工设备的调试与控制依赖于工人的操作技能和熟练程度，产品质量不稳定，加工周期长，随着客户对产品质量要求越来越高，人工操作逐渐不能满足发展需要，通过自动化技术能够实现加工过程智能化与自动化，使产品加工能够高效生产。

自动化技术在机械加工过程中由于减少了生产过程中人工干预和人工操作的不稳定性，基本上实现了生产的连续性和智能化，以前需要多个工人、多个工序紧密协作才能完成的多个复杂生产组件和整机安装，现在利用自动化技术能够实现多台、多部流水线同时生产，大大地提高了生产的效能，可以完成大批量集约化生产任务。

自动化技术与加工设备完美结合提升了加工过程中精度控制，特别是对于一些“高精尖”部件加工，以前完全靠技术人工多次调解设备的精准度，把控设备的进刀量，需要多次停车检测，才能保证加工零件符合加工要求。

通过自动化加工技术能够一步到位实现产品精准加工，减少了小尺寸机械零部件加工失误和产品误差，保障了机械加工产品精度，提升了产品的质量，实现了生产的高效。

自动化技术利用计算机信息处理技术提升和物联网技术高速发展，使得自动化在产品加工过程中有广泛的应用领域，覆盖了机械加工的设计、制造、包装以及产品运输各个环节，而自动化的产品加工关键步骤在于自动化程序的设计，如果程序设置与加工图纸要求一致，加工过程中很少会出现加工错误。

企业加大投入自动化技术引进和技术创新，在加工过程中技术工人压力会大大降低，甚至一名产业工人可以同时操作多台机械加工设备，进行多个机械零部件自动化加工生产，自动化技术合理应用会大大降低工作人员的操作压力。

利用计算机仿真计算能够实现产品加工过程的提前模拟与预演，属于新型自动化技术的应用领域，通过提前演示和预警化处理，保证了在实际加工过程中产品不出现意外事件，保证了加工的安全性。

在传统加工方法中，利用工程图纸，加工人员需要具备丰富的识别图纸能力，产品质量受员工技能和知识结构影响比较大，机械产品加工过程中安全性得不到保障。

当发现问题时产品加工基本处于报废阶段，无法挽救产品加工失误造成的损失，基于自动化仿真技术安全模拟与平台预警处理，能够提前发现加工过程中潜在技术缺陷，提前解决安全隐患，有效规避了加工制造过程中因设计失误造成损失。

自动化技术在机械产品加工中的具体应用

自动化技术在我国机械设备高端制造、机械管理系统，机械加工物料运输、传递系统，机械加工制造管理与调度系统都有广泛应用，不仅提高了产品加工质量还提升了机械加工效率，实现了机械加工企业经济效益的提升，自动化在机械产品加工中应用主要体现在以下几个方面。

在机械产品加工生产中PLC自动化技术有广泛的应用，PLC自动化技术又称为可编程控制器，利用PLC控制系统控制来实现预定方案指令实施，特别是加载系统、存储系统以及执行性系统的配合，实现各种自动化控制指令密切性与完整性的配合。

单片机技术日趋成熟，并在PLC系统中正确配置使用，使得PLC系统在机械加工中越来越精确，产品加工呈现出智能化发展趋势，特别是在对机械加工产品的曲面加工、曲面不规则过度加工，有较高的精准性，实现了在线与离线工程化程序，PLC自动化技术对工作人员要求较高。

自动化在机械加工中的应用主要体现在利用计算机技术实现机械产品加工上，在实际加工过程中会涉及多个不同操作控制系统，特别是工程技术与信息管理、自动化制造、信息质量等多个系统，各个系统之间的分工与合作实现了自动加工精准化和连续性，有效提高了机械产品加工生产效率，实现了机械加工集约化。

机械加工制造和其他产品加工有其自身特殊性，近些年来机械加工产品向着多样化方向发展，需要自动化系统向着产品加工工艺不断升级方向发展，及时改进和升级技术软件，实现统一管理，避免机械加工出现程序紊乱，机械加工技术集成化发展，需要兼顾加工工艺特殊性，最终达到动态集成加工目的。

机械产品加工领域智能化是自动化生产一个重要体现，可以实现机械产品加工智能制造和智能管理，智能化系统能够利用计算机以及设备的伺服系统，更清晰地区分机械加工生产环节，保障产品加工过程的安全实施以及合理配置加工工序，并将物料资源做到合理利用，减少物料浪费和环境污染，有效提高机械加工效率，降低产品加工成本。

特别是智能化技术发展，推动了机械加工制造业智能化设备提升，使得机械产品由规模化制造向着高端“智造”发展。

比如在传统金属钢板材切割下料过程中，技术工人往往对着图纸采用氧气、乙炔等手动切割方法下料，这种下料方法需要对毛坯进行初步加工放大，加之工人的操作水平参差不齐，下料过程中容易造成大量金属材料的浪费。

而采用自动化设备下料，只需要把程序设定正确，下料机就可以精准智能化按照图纸下料，这样就不需要过分放大加工图纸尺寸，提高了工作效率，降低了产品加工成本。

机械加工产品能否合理顺利实现生产，往往需要用到自动化虚拟化模拟技术仿真试验，传统机械加工多是采用多步骤探索加工方法，需要数次人工试验才能把一个产品定型，并通过机械设备长期加工才能做到产品加工成熟化，不少加工企业需要不断地去研发、试验新产品，自动化虚拟化模拟技术大大缩短了产品研发周期，降低了试验环节、人工和设备不确定性，减少了企业创新风险。

虚拟化加工技术借助物料加工流程、信息与操作系统可以实现仿真操作，预判加工过程中可能出现物料干涉、加工工序、加工流程不合理性，对于预设问题以及在仿真模拟过程中出现的加工障碍，可以提前实施改善措施，进而提高产品加工正确性与精准性。

较好地避免在实际机械加工中出现质量问题，避免造成无法弥补的损失，现代机械加工零部件越来越精密，特别是一些异形状高端加工产品，其控制尺寸和方法控制要求更为严格，采用虚拟化仿真演示，及时发现并调整机械加工过程参数。

使其处在合理范围内，能够降低产品不良率，虚拟化技术能够为机械加工提供较好技术支撑，使得机械加工实现精准化生产。

柔性化生产对设备自动化和智能化提出了更高要求，特别是全球经济一体化背景下，我国出口量在逐年增加，这对不同产品加工提出了更高的加工要求，采用柔性加工方法是自动化发展的一个趋势。

我国不少代加工企业往往会遇到一些加工材料相同、重量相近、工艺技术和加工方法类似机械产品，如何利用一台或者数台数控机床同时对产品进行加工生产，这需要运用自动化设备实现挑选、装配、加工、检查、包装、运输等环节的智能化和自动化。

通过建立弹性生产体系，在同一条生产线上通过设备调整来完成不同品种的批量生产任务，既满足多品种的多样化要求，又使设备流水线的停工时间达到最小，柔性自动化生产线集成了微电子技术、系统工程技术，解决了自动化与高柔性加工产品之间矛盾，减少了传统机械加工随意性和盲目性，使机械加工产品更加稳定高效。

自动化技术在机械产品加工领域有着巨大的应用价值，在未来汽车、新能源、家电行业会有较大应用与发展前景，在当前可持续发展的背景下，绿色、环保、低碳理念对各行各业提出了更高的要求，特别是对国民经济有较大影响的机械产品加工制造行业，产品加工生产过程低碳环保绿色成了一种必然的要求，

自动化绿色清洁技术能够有效减少加工过程中污染浪费问题，起到节能减排降低消耗的作用，甚至达到零污染排放，通过使用清洁能源和环保材料，不仅可以保障产品的需求，而且可以达到环保的目的。

在机械产品加工过程中，自动化绿色工艺要满足节约资源能源、提高经济效益、降低污染的要求，目前，应用较广泛的绿色工艺有低温切削措施、高精准度的冷碾措施、采用可编程的控制器技术、数显技术来改造旧车床净化废液等。