机械自动化技术及其在机械制造中的应用探讨

沈荣华

摘要：近些年机械自动化技术取得了很大的发展，被广泛应用到机械制造加工过程中，极大地提高了加工的精度和加工质量。新工艺和新技术的应用不仅缩短了机械产品加工周期，也提高机械产品的质量。但是在发展机械自动化过程中还存在着一些问题，比如加工精度、加工误差等。本文就机械加工工艺以及机械自动化技术在机械制造中应用的相关问题做了一些探索，从而更好的促进我国机械行业的发展。

关键词：机械自动化技术;机械制造;加工误差;应用

1机械加工工艺存在的误差

在机械加工过程中，由于加工工艺的限制使得加工过程中不可避免地会出现误差。这种误差是无法避免的，只能尽量减少误差，提高加工精度。导致加工工艺出现误差的原因有多种，比如：第一种是加工过程中存在的定位误差问题，由于设备自身精度的限制以及加工工艺使用集中定位的方式，使得在加工过程中实际定位位置和基准定位存在着一定的偏差，这样加工出的零件就会存在着一定的误差。另外，由于定位算法和定位精度的限制，使得零件在定位过程中就存在着一定的误差，这样设计制造出来的零件会和图纸要求的零件尺寸参数存在着的一定的误差，需要判断这种误差是否在可接受范围之内。第二种误差产生的原因就是加工机床存在的误差。机床在加工制造过程中，各个执行结构和齿轮之间不可避免地会出现各种误差，主要包括了主轴回转误差、导轨误差这两种误差。产生这种问题的原因是因为机床在运转过程中，各个轴承之间的动量和转速存在着很大的差异，进而使得主轴回转环节产生一定的误差。而且机床在长时间使用过程中，各个轴承和零件会出现不同程度的磨损，这样轴承和零件之间容易出现各种误差，进而导致导轨出现误差。

2机械自动化技术在机械制造中的应用情况分析

现代机械制造工艺和传统制造工艺相比，在各方面设计指标都有了质的飞跃。这些性能的提升一方面是工艺和材料的提升，另外一方面是加工技术的发展。各种控制技术被应用到机械制造行业当中，极大地提高了机械产品加工的质量和精度。通过将传感器技术、自动化控制技术以及仿真技术等应用在产品设计、加工、检测、管理等环节，对于各环节进行监管，保障各个环节的质量，从而有效提高最终的加工质量，同时缩短了加工周期。在发展过程中要强调资源的利用效率，将绿色化、低能耗作为机械制造发展的指标，更好促进机械制造的健康发展。

2.1加强对于系统的监视

自动化技术的应用能够对系统进行实时监测和诊断，实时发现系统中可能存在的安全隐患，更好促进系统安全稳定地运行。另外通过自动化技术的应用能够保障系统始终运行在稳定状态下，更好地提高生产效益。安全监测的实现主要依赖于传感器技术、通信技术以及控制技术的发展，能够通过传感器网络收集系统运行过程中的各种参数，包括了转速、稳定、角速度等物理参数，通过对于这些参数的实时分析，从而了解到各种工艺的生产状态，根据状态及时作出生产调整保障整个生产工艺安全稳定运行，能够从源头上提高机械加工的质量。

2.2故障诊断技术

传统的机械设备和加工过程主要依靠人工进行维护和管理。但是随着信息技术和智能诊断技术的发展，检测系统能够对设备运行和管理进行自动检测和自动诊断，发现加工过程中存在的一些异常，及时中断相关動作，减少进一步对于设备的破坏。另外很多智能传感器被应用于机械加工系统，能够对于加工过程中相关参数进行搜集和分析，包括速度、转速、角速度以及加速度，根据参数的判断来分析系统是否工作正常，从而将相关状态反馈给系统端，及时了解到机械加工工作状态，从而更好地反馈给管理人员，及时掌握机械加工的相关状态。故障诊断技术是未来发展的主要趋势，能够更好地提高系统运行效率和运行周期，减少系统出现故障的概率。

3机械加工工艺对零件加工精度的影响

3.1外部因素的影响

外部因素主要是受力问题。零件在加工过程中一旦零件在各个方向受力存在着异常，很容易使加工出来的零件出现变形等问题，使得加工零件的尺寸参数和设计图纸存在着一定的误差，从而影响着最终的精度。但是这种受力问题是一种普遍存在的问题，是因为加工过程中需要刀具和夹具的相互配合和固定，但是随着机床长期运行，会导致刀具和夹具不可避免地出现磨损和位移，使刀具在加工过程中容易出现偏移，导致零件最终加工出来的产品和实际要求的精度存在一定的差距。另外在加工过程中，还需要对于刀具的物理参数、运动参数进行合适的设置，主要包括型号、进给量、切削速度等，不同零件需要合理设置，一旦参数出现问题，对于加工精度影响很大。另一方面，在加工过程中各个轴承、刀具以及零件之间都会存在着很大的摩擦，导致零件表面受到不同程度的影响，从而产生一定的形变。

3.2内部因素对于加工精度的影响

内部因素主要是人为因素造成的误差问题。虽然现在机床的智能化水平很高，减少了对于人为经验的依赖，但是在一些参数的设置方面还是需要操作人员的经验。这就对于操作人员的能力提出了一定的要求，各种物理参数和运动参数的设置直接影响着最终机械零件加工的质量和精度问题。另外加工设备自身精度的限制问题，不同厂家不同价格的加工设备使用的控制算法和加工精度程度不同，这样加工精度就存在着很大的差异。往往性能越优，价格更贵的设备误差更低，能够满足更高精度的要求。但是设备在长时间使用之后都会出现各种机械磨损等问题，需要做好机械设备的维护和保养工作。

4机械自动化技术及其机械制造发展的几大趋势

4.1机械制造自动化和信息化

随着人工智能技术以及智能制造技术的发展，未来机械制造逐渐朝着信息化、智能化以及集成化的方向发展。机械加工的模式和技术将打破传统机械加工的概念，通过将工业物联网技术和加工技术有机结合起来，使得机械加工的效率得到显著提升。通过建立完善的工业信息网络，能够将工业制造分为不同的系统层级，不同层级赋予不同的功能和任务，像通信网络一样，未来很多应用可以通过移动终端或者云端来完成，加工现场和设计现场能够完成相应的分离，更好地为用户提供个性化的加工服务。但是不可否认，信息技术的发展离不开基础设施和基础设备的完善，加工精度不仅取决于加工算法，而且跟加工设备的精度也有很大关系。在发展机械制造过程中，不仅要提高系统和算法的创新，还需要加强对于基础技术的研究，例如如何解决加工设备自身的误差，如何更好地提高加工精度问题。信息技术和信息化技术在未来发展过程中还需要考虑到工业信息安全问题。工业信息在传输过程中出现容易出现数据泄露以及数据丢失。为了更好保障工业信息系统的安全性和稳定性，需要建立可靠的安全防护系统，能够更好地保障工业系统运行在一个安全的环境当中，从而更好地开展机械加工任务。

4.2绿色化方向发展

机械加工过程中会产生大量的能量消耗，还会对于生态系统造成不同程度的破坏。我国不断进行产业结构调整，逐渐淘汰高能耗和高污染的一些加工行业。为了更好的促进机械行业的健康发展，需要不断进行产业结构调整，通过应用更加先进的工艺和先进的材料技术来提高加工的效率，减少不必要的能源消耗。绿色化方向是机械加工发展的一个重要趋势。在发展过程中要重点探究绿色材料、绿色工艺、绿色技术的应用，从根本上提升机械加工的效率，减少不必要的能源消耗。未来随着EDA技术和加工技术的发展，机械产品设计周期显著缩短，通过智能仿真技术进行机械产品的仿真和设计，大大提高了产品的设计质量，减少了能源消耗，更有利于产品的绿色发展。

4.3减小加工误差

为了更好地减少机械加工工艺存在的误差问题。可以從以下几个方面着手。第一，需要加强对于加工工艺的控制，保障加工流程的科学性和合理性。在零件加工前，需要重点检查刀具和夹具的可靠性和稳定性，对于相关设备以及要使用的刀具进行相应的检查和调试，减少机械自身对于加工精度的影响，减少外部因素对于零件的影响。第二要加强对于整个加工环节的质量控制，发现哪些环节存在问题就进行相应的纠正，从而保障整个加工过程的质量和精度。在零件加工完成之后，检测人员要做好零件的检测工作，发现精度不合格的产品，及时进行分析，找出原因，然后调整相应的工序，从而保障最终的加工质量满足相应的标准。第三，在机械加工过程中，表面质量是机械生产过程中最容易出现问题和误差的部分，在微观检测中经常会出现表面凹凸不平的现象发生。机械表面的平整度质量直接关系到产品的物理化学性能。因此，对于产品的表面平整度应特别注意，在加工和生产过程中，应严格选择工具的使用。这些工具一定结合实际的情况进行选择。其中最重要的就是刀具的选择，刀具主要结合实际情况进行科学筛选负偏角小的修光刀、精车刀等，在实际的加工过程中，通过减少供给量的方式达到完美削切，降低机械的表面变形。

5结语

综上所述，机械自动化技术在不断朝着智能化和技术化的方向发展。但是在发展过程中需要提高加工精度，减少机械误差带来的影响，从而更好地使机械产品能够满足不同的应用需求。

参考文献：

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[2]崔庆成.探究机械加工工艺的技术误差问题及应对策略[J].农村经济与科技，2018，29（12）：293，286.

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