自動化控制技術(shù)在機(jī)械加工工藝中的應(yīng)用研究

張僑輝

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷精進(jìn)，現(xiàn)階段我國的機(jī)械加工工藝也取得了令人矚目的成就。傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝已經(jīng)難以滿足當(dāng)前的城市化、現(xiàn)代化建設(shè)需求，因此自動化控制技術(shù)也開始逐漸應(yīng)用于機(jī)械加工工藝當(dāng)中。要想進(jìn)一步提升機(jī)械加工能力，就需要相關(guān)工作人員對自動化控制技術(shù)進(jìn)行改革，將世界先進(jìn)的自動化控制技術(shù)和理念與機(jī)械加工工藝有效結(jié)合。本文對自動化控制技術(shù)在機(jī)械加工工藝中的應(yīng)用做了分析，介紹了自動化控制技術(shù)在機(jī)械加工工藝應(yīng)用中存在的問題，并深入探究了這些問題的解決辦法，以其為機(jī)械加工行業(yè)的工作人員提供指導(dǎo)和幫助。

【關(guān)鍵詞】自動化控制技術(shù)；機(jī)械加工工藝；應(yīng)用；問題；解決措施

當(dāng)前，我國的城市化、工業(yè)化建設(shè)正在如火如荼的建設(shè)當(dāng)中，而機(jī)械加工行業(yè)作為工業(yè)化建設(shè)的重要產(chǎn)業(yè)，其行業(yè)技術(shù)水平以及理論直接關(guān)系著我國的城市化建設(shè)的速度。同時，機(jī)械加工工業(yè)作為其他行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，提升機(jī)械加工工藝技術(shù)也能夠推動其他行業(yè)的進(jìn)步?，F(xiàn)階段，將自動化控制技術(shù)與機(jī)械加工工藝有效結(jié)合是機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢，因此，在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，相關(guān)工作人員需要切實關(guān)注自動化控制技術(shù)在機(jī)械加工工藝中的應(yīng)用，努力推動我國整體機(jī)械行業(yè)的發(fā)展水平，為我國的工業(yè)企業(yè)迅速發(fā)展以及市場競爭力的提升打下夯實的基礎(chǔ)。

一、機(jī)械加工自動化技術(shù)發(fā)展概述

隨著智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的普及，現(xiàn)階段自動化控制技術(shù)在機(jī)械加工工藝中處于核心的發(fā)展地位，并且，自動化控制技術(shù)是當(dāng)前工業(yè)企業(yè)機(jī)械加工的重要控制技術(shù)之一。自動化控制技術(shù)在一定程度上改變了整個機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展走向，使得機(jī)械加工行業(yè)的工作效率以及工作質(zhì)量都有了明顯的提升。與西方發(fā)達(dá)國家相比，我國的機(jī)械加工自動化控制技術(shù)起步較晚，因此在理論以及技術(shù)應(yīng)用方面還存在著一定差距。具體來說，我國的機(jī)械加工自動化管理模式較為落后，所應(yīng)用的制造工藝以及設(shè)備不完善，同時還沒有建立完善的機(jī)械加工自動化生產(chǎn)管理制度，以上這些問題的存在嚴(yán)重阻礙了我國機(jī)械加工自動化的發(fā)展水平。為了切實提升我國的機(jī)械加工行業(yè)市場競爭力，首先需要將工作重點放在自動化控制技術(shù)上，促進(jìn)我國機(jī)械加工工藝快速平穩(wěn)發(fā)展。

二、機(jī)械加工工藝的生產(chǎn)特征

2.1工種種類繁多

對于機(jī)械加工行業(yè)來說，由于需要加工的種類多種多樣，對機(jī)械加工行業(yè)工作人員的要求也各不相同，因此，機(jī)械加工工藝的工種種類繁多。一般來說，機(jī)械加工的工種包括車工，銑工，鍍工，鍛工以及磨工等。不同的工種存在不同的工作標(biāo)準(zhǔn)和工作要求，在施工過程中面臨著不同程度的安全隱患。為了保障施工人員的生命安全，各個工種的施工步驟和操作細(xì)節(jié)也不盡相同。現(xiàn)階段，隨著我國城市建設(shè)對機(jī)械加工提出了新的要求，因此，現(xiàn)階段的機(jī)械加工行業(yè)越來越注重與先進(jìn)技術(shù)的融合性，在機(jī)械加工的過程中有越來越多的新技術(shù)被采用。

2.2加工范圍廣泛

從傳統(tǒng)角度來說，機(jī)械加工是為了制造出各種形狀、各種材質(zhì)的施工材料，從而為現(xiàn)代化建設(shè)提供材料?，F(xiàn)階段，隨著機(jī)械加工企業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的條形、塊狀的材料已經(jīng)難以滿足工業(yè)建設(shè)的需要，當(dāng)前材料加工的形狀擺脫了條形以及塊狀的限制，而是有了更多不規(guī)則的形狀。另外，隊友機(jī)械加工行業(yè)來說，現(xiàn)階段已經(jīng)研發(fā)出了越來越多的新型材料，除了傳統(tǒng)的金屬材料以及鋁合金材料之外，有機(jī)化復(fù)合材料也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。新型材料的使用，拓寬了機(jī)械加工的適用范圍，讓機(jī)械加工得到了更為廣泛的應(yīng)用。

2.3施工細(xì)節(jié)要求高

由于機(jī)械加工的材料除了要應(yīng)用于一些大規(guī)模工程的建設(shè)之外，部分材料還要用于精細(xì)設(shè)備的生產(chǎn)，這就要求機(jī)械加工需要極其注重施工細(xì)節(jié)，確保加工所得的材料符合設(shè)備的生產(chǎn)需求。過去人們在進(jìn)行部分精細(xì)零件的施工時，往往采用的是以人力為主、精細(xì)打磨的生產(chǎn)方法，隨著人們生活節(jié)奏的加快，現(xiàn)階段這種方法已經(jīng)難以滿足當(dāng)前人們的生活需求，因此，我們可以發(fā)現(xiàn)，越來越多的機(jī)械加工企業(yè)開始應(yīng)用自動化生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行精細(xì)零件的加工，極大的提升了生產(chǎn)效率，也提升了企業(yè)在市場的核心競爭力。

三、自動化控制技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

當(dāng)前，隨著自動化控制技術(shù)的研究越來越全面，自動化控制技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多。自動化控制技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域的應(yīng)用不單單需要理論基礎(chǔ)，而是需要將整個自動化控制系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備引入其中。完整的自動化控制系統(tǒng)包括加工材料傳輸、加工信息管理、生產(chǎn)設(shè)備制造以及完善的施工制度等多個結(jié)構(gòu)。以上這些結(jié)構(gòu)在實際的機(jī)械加工過程中缺一不可，互相合作，共同維系著機(jī)械加工的正常運行。

在機(jī)械加工的過程中，機(jī)械加工設(shè)備是其中的重點。完善的機(jī)械加工設(shè)備主要包括生產(chǎn)機(jī)床、數(shù)字化控制中心以及相關(guān)的設(shè)備控制系統(tǒng)，這些設(shè)備共同構(gòu)成了機(jī)械加工設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)機(jī)床，顧名思義負(fù)責(zé)機(jī)械加工中材料的生產(chǎn)和處理；數(shù)字化控制中心，則承擔(dān)著整個機(jī)械加工過程中多個設(shè)備的監(jiān)控以及管理作用；設(shè)備控制系統(tǒng)，對于每個生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行單獨的管理以及運行數(shù)據(jù)的獲取。

物料傳輸系統(tǒng)，是指將機(jī)械加工過程中所需的原材料進(jìn)行運輸?shù)臋C(jī)械設(shè)備。過去在進(jìn)行機(jī)械加工時，原材料的輸送主要是通過人力進(jìn)行的，現(xiàn)階段，自動化物料傳輸履帶已經(jīng)成為了材料輸送的主要設(shè)備。整個物料傳送系統(tǒng)，除了自動化物料傳輸履帶之外，還需要搬運設(shè)備以及材料存儲設(shè)備，搬運設(shè)備負(fù)責(zé)將機(jī)械加工原材料搬送至物料傳輸履帶，材料存儲設(shè)備負(fù)責(zé)材料的儲藏。

信息管理系統(tǒng)，是指借助計算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)構(gòu)建的完整數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫不僅包含了所有生產(chǎn)設(shè)備的運行參數(shù)等信息，還包括對整個自動化控制系統(tǒng)的重要節(jié)點監(jiān)控信息。信息管理系統(tǒng)通過獲取大量的生產(chǎn)設(shè)備運行數(shù)據(jù)以及節(jié)點監(jiān)控信息，能夠?qū)崿F(xiàn)對整個機(jī)械加工過程中的自動化控制以及異常情況的警報，從而顯著提升整個生產(chǎn)加工過程的安全性。

在機(jī)械加工過程中，為了適應(yīng)當(dāng)下的市場生產(chǎn)要求，需要提升機(jī)械加工的生產(chǎn)速率以及機(jī)械加工的質(zhì)量，因此，有必要建立制造信息系統(tǒng)。制造信息系統(tǒng)，是一個對機(jī)械加工過程進(jìn)行評估、預(yù)判的系統(tǒng)，通過制造信息系統(tǒng)，能夠為相關(guān)工作人員提供大量的生產(chǎn)信息，從而方便工作人員進(jìn)行機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量的評估，并對不滿意的地方做出相應(yīng)的改變。

四、自動化機(jī)械加工中可能存在的危險因素以及控制措施

上文提到，自動化機(jī)械加工過程中面臨著較多的干擾因素和影響因素，對這些因素不進(jìn)行及時處理，便可能導(dǎo)致自動化機(jī)械加工的生產(chǎn)效率降低，并埋下安全隱患。為了促進(jìn)自動化機(jī)械加工的又好又快發(fā)展，相關(guān)工作人員需要定期對自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行檢查，并對出現(xiàn)的事故進(jìn)行原因分類和總結(jié)。近年來，常有一些由于自動化機(jī)械加工系統(tǒng)問題導(dǎo)致的施工人員受傷的新聞出現(xiàn)，這些新聞應(yīng)當(dāng)對整個機(jī)械加工企業(yè)起到警示的作用，在進(jìn)行機(jī)械加工時，需要對基層施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，減少機(jī)械加工可能造成工人的傷害。

4.1在削切過程中加強(qiáng)防護(hù)管理

削切操作，是指對機(jī)械加工完成后的產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的裁切，使得加工材料符合使用需求。而材料的削切主要是通過工作人員手工操作完成的，這就造成了相應(yīng)的安全隱患。為了有效避免削切過程可能造成的安全問題，可以通過斷屑槽將呈帶狀的切屑折斷，也可以通過斷屑器將傳統(tǒng)的帶狀切屑做成節(jié)段狀。通過斷屑槽以及斷屑器的應(yīng)用，將人工切屑這個環(huán)節(jié)省去，從而大大降低了切屑可能對施工人員造成的危害。另外，為了避免削切過程造成的安全問題，還需要對相關(guān)工作人員配備全面的防護(hù)服。工作人員穿戴全套的防護(hù)服能夠有效避免削切時材料碎末飛濺造成的安全問題。

4.2銑工操作過程中采取有效防護(hù)

銑工在進(jìn)行銑床加工等操作時，很容易出現(xiàn)由于自身操作失誤導(dǎo)致的安全問題，因此，為了切實保障銑工的安全，企業(yè)管理人員需要加強(qiáng)銑工的防護(hù)工作。銑工可能出現(xiàn)的操作失誤包括以下三個方面：第一，在進(jìn)行操作時為了方便沒有所使用防護(hù)措施和防護(hù)設(shè)備，導(dǎo)致出現(xiàn)機(jī)械加工問題時沒有保護(hù)；第二，由于銑工的工作經(jīng)驗不足，出現(xiàn)操作失誤或是對于相應(yīng)的操作設(shè)備使用不當(dāng)，造成機(jī)械講過過程中發(fā)生意外；第三，企業(yè)沒有建立完善的管理模式和保護(hù)模式，使得工人在施工時無法配備齊全的保護(hù)設(shè)備。針對以上幾種情況，首先需要企業(yè)自身提升對于銑工的保護(hù)程度，建立完善的保護(hù)措施和保護(hù)制度；其次，企業(yè)需要對相關(guān)的施工人員進(jìn)行安全宣傳講座以及培訓(xùn)，提升整體工作人員的素質(zhì)以及安全意識；最后，對工人盡心安全考核，確保所有上崗工人能夠正確使用銑工操作的相關(guān)器械。

五、自動化控制在機(jī)械加工中的發(fā)展趨勢

5.1自動化控制技術(shù)涉及范圍越來越廣泛

自動化控制技術(shù)的發(fā)展離不開互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及人工智能技術(shù)。當(dāng)前，人工智能技術(shù)的研發(fā)正在如火如荼的進(jìn)行當(dāng)中，這也就意味著自動化控制技術(shù)將會取得更大的成就。自動化控制技術(shù)的發(fā)展，能夠有效擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

5.2自動化控制設(shè)備越來越先進(jìn)

現(xiàn)階段，常見的自動化控制設(shè)備主要用于對于機(jī)械加工生產(chǎn)線各個設(shè)備的智能化控制，而在生產(chǎn)線檢修等方面的工作仍然是借助人力來完成的。而機(jī)械加工行業(yè)的未來發(fā)展趨勢是完全脫離人力，因此，應(yīng)用于機(jī)械生產(chǎn)的自動化設(shè)備將會越來越先進(jìn)，從而實現(xiàn)完全的智能化生產(chǎn)，將人們的雙手解放出來。

5.3機(jī)械加工企業(yè)將會越來越重視自主創(chuàng)造能力

隨著我國城市化建設(shè)的加速，現(xiàn)階段我國的機(jī)械加工行業(yè)競爭極為激烈，在這種情況下，企業(yè)想要脫穎而出，除了需要確保產(chǎn)品生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量之外，還需要重視自主創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，因此，企業(yè)需要加速人才的培養(yǎng)，建立成熟的自動化控制技術(shù)人才團(tuán)隊，為企業(yè)競爭力的提升做出貢獻(xiàn)。

六、結(jié)語

綜合全文，在企業(yè)進(jìn)行機(jī)械加工的過程中，自動化技術(shù)的融入是一項長期的工程。通過自動化技術(shù)的融入，首先能夠提升企業(yè)的核心競爭力，加速企業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的效率以及質(zhì)量。而企業(yè)員工需要積極進(jìn)行新技術(shù)的研發(fā)，并恰當(dāng)借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，根據(jù)我國的基本情況進(jìn)行相應(yīng)的改造，創(chuàng)造出更適合我國機(jī)械生產(chǎn)的自動化控制技術(shù)，讓我國的工業(yè)發(fā)展躋身世界一流行業(yè)。

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（作者單位：武漢輕工大學(xué)金銀湖校區(qū)）