机械加工技术中信息化技术的运用实践

葫芦岛市第一中等职业技术专业学校 许卓

现阶段信息技术在我国各领域行业得到广泛普及与推广，机械工程领域得益于信息技术应用迎来创新契机。作为我国工业发展、经济建设的基础所在，机械加工的体系呈现出趋于完善的态势，但是在工业行业迅猛发展的背景下，对机械加工精度、质量提出更高要求。需借助信息技术应用来实现机械自动化、信息化加工制造。正因此，探讨信息化技术在机械加工中的应用，对促进我国机械加工制造行业的创新发展有着重要影响。

1 机械加工技术中信息化技术应用意义与作用

1.1 意义分析

机械加工作为我国经济建设的重要组成要素之一，传统生产加工模式的应用以人工加工流水线配置为主，使得机械加工效率在人为因素、技术滞后的影响下始终无法得到提升[1]。且手工操作模式的应用，对人员工艺技术要求相对较高，且机械加工效率与质量控制水平有限，使得人工流水线模式的应用难以满足企业规模拓展、生产力提升的需求。而借助信息化技术构建机械加工模式，可实现以自动化生产程序来取代人工流水线，在保证机械加工效率显著提升的同时，通过生产容错率控制来达到机械加工质量控制优化的目的，且企业加工成本得以缩减。另外，机械加工技术与信息化技术融合发展，还可实现对机械加工流程的优化，通过无用、多余环节的剔除来提高资源利用率，以更低成本、更高效率的方式进行机械加工制造创新。

1.2 作用分析

机械加工制造涉及到多个环节与步骤，传统加工模式应用时不可避免出现资源浪费问题，而借助信息化技术应用，依托于加工生产环节的改良来达到资源配置优化的目的，且加工工序调配不再受人为操作的限制与影响，实现借助信息化技术进行复杂工序的有效控制，以确保企业机械加工效率显著提升[2]。以往机械加工制造过程中，各加工工序、环节均需配置独立检测人员，并结合检验标准的单独设立来达到加工质量把控的目的，但实际生产期间存在人力资源浪费问题，且加工精度与质量控制极易受到人为失误的影响。而采用信息化技术进行加工程序、环节改进，可实现以流水线为载体做到对工序的自检验，无需以人工检测的方式进行加工质量把控，进而在加强机械加工精度把控水平的同时，进一步促进机械加工制造的高效化、高精度化、自动化开展[3]。

2 机械加工技术中信息化技术实践运用

2.1 设计绘图阶段应用

产品设计与零件图、装配图绘制为机械加工的首要环节，纵观以往机械加工模式应用，多采用手工绘制方式进行机械图纸设计，而在人为因素的影响下极易出现图纸意义表达不明确的问题，对后续机械加工的顺畅性产生影响。而得益于信息化技术应用，可有效转变图纸设计方式，并保证图纸绘制的标准性、精准性得到提升。借助CAD等软件的应用，可实现对机械产品图纸绘制的简单化转变，并有效规避人为失误对图纸精准度造成影响。以计算机软件为载体开展产品设计与图纸绘制工作，促使绘图效率、设计灵活性得以显著提升，设计人员可利用软件完成对相关参数数据的精准计算，并在图纸中明确标注零件公差值[4]。相较于传统图纸绘制手段应用，计算机绘图存在高效、简单、误差小等优势。另外，机械产品设计采用信息化技术，还可实现对大型模具细节的全面体现，借助相关技术进行机械产品模型的三维构建，以此为相关人员进行模具细节的立体化展示（如图1所示）。同时，可利用相关软件进行三维模型的放大、旋转、剖面等操作，为后续机械加工打下良好基础。依托于信息化技术对高精度、复杂性零配件进行虚拟图像构建，并借助传感器设备进行零配件拆装、旋转等，帮助人员以三维展示的形式来明确零配件加工重点。此外，还可借助3D打印技术进行零件设计的验证，以期通过信息技术应用进行机械加工工序优化[5]。

图1 机械加工三维设计Fig.1 3D design of machining

2.2 制造加工阶段应用

信息化技术应用有助于促进机械加流程优化，并保证其加工效率符合企业实际需求。同时，信息化技术应用于机械制造加工阶段，还有助于对加工成本的优化控制，实现将零件加工精准度控制在预期范围内。依托于信息化技术应用，可做到在机械加工阶段进行流程的一体化整合，以数控机床为载体进行零件参数录入，以相关指标参数为基准实现对机械产品的自动化加工。随着信息技术与机械加工技术的深度融合，促使数控机床应用不再以切削加工为单一任务，可实现对机械加工不同阶段的逐步覆盖，如可借助数控机床完成材料表面处理、车削加工、钻孔、抛光等处理。相较于以往多流程、多机床加工模式的应用，信息化技术的融合应用实现对不同类型机床采购成本控制。另外，信息化技术应用可做到在机械加工期间进行不同工序的配合，并以信息化的而方式进行加工管理优化。利用信息技术进行机械加工工艺流程优化，可在保证零配件加工质量符合标准的前提下，通过减少切削刀具与人员接触来达到安全加工的目的（如图2所示）。

图2 信息化机械加工流程Fig.2 Information machining process

机械加工制造流程与环节可通过信息化技术融合应用来拓展延伸，传统车床得益于信息技术应用实现数控精度提升，并通过多机床功能的整合来促进机械加工效率的提升，依托于信息化加工管理来保证机械加工开展符合企业创新升级需求。另外，机械加工得益于信息化技术应用实现流程简化，以帮助相关人员快速上手。且以数控机床控制为主开展机械加工制造，可实现以更为简单、高效的加工方式进行高精度、小批量零件的制造。

2.3 信息化质量控制

机械加工精度、质量控制是企业效益创造与现代化发展的基础前提，同时也是体现企业机械加工水平的关键指标。要想将机械加工质量与精度控制在预期范围内，需要以机械加工误差控制为切入点，明确认知机床、夹具、刀具等硬件磨损、老化、精度偏差；相关人员素质基础，管理人员对数控机床的控制能力、操作水平；生产材料应用是否合理，是否依照设计要求来控制材料性能等因素对机械加工质量与精度的影响。在此基础上借助信息技术进行质量控制系统的完善构建，以数据库为支撑进行机床设备的信息化管理，并帮助相关人员全面掌握机床寿命、机床保养频次、刀具使用次数等信息。同时，配置专业人员进行信息系统管理，于加工制造阶段做到对数据的实时共享，避免因信息掌握不到位而影响到机械加工质量。另外，信息技术应用还可作用于对从业人员培训优化，在培训教育过程中借助信息技术进行案例演示、操作模拟等，以帮助从业人员强化自身能力训练，依托于三维建模让从业人员全面掌握零件构成，对机械加工机床控制工序、操作流程进行模拟。结合信息技术构建完善人员培训评估标准，具体评判内容囊括从业人员实践操作能力、专业知识掌握等方面，通过专业审核与检查来促进从业人员综合素质的提升。

此外，可借助信息技术来实现生产材料管理优化，依托于数据库构建对机械加工材料参数进行全面存储管理，人员可在数据库中检索适合机械产品性能需求的原材料，在保证工艺加工流程合理的前提下，以大数据库为载体进行材料厂家、材料需求量、材料产地等信息的全面记录。

3 机械加工车间制造过程信息系统设计

结合对机械加工制造特点的分析，并依据实际组织生产运行需求进行系统结构的模块化、组件化设计，以确保信息系统设计能够契合机械制造过程管理的需求。同时，立足于软件工程角度进行制造过程信息系统功能的开发，进一步提升信息系统与机械加工过程的契合性。在明确机械加工过程管理要点的前提下，以设备层、执行层、控制层、计划层进行信息管理系统结构组成，其中以MRPⅡ、ERP系统构成结构计划层，以车间层信息系统为基准设置执行层，并强调在加工制造期间对计划的全面执行，底层控制层则囊括DCS、PLC、DNC、SCADA等组成，实现在加工制造过程中以计划层面为载体进行底层装备生产信息的全面反馈。

结合对机械加工制造需求的分析，进行信息管理系统以下功能模块设计：(1)基础数据管理模块。该功能模块是机械加工技术与信息化技术融合的基础所在，通过对基础数据的全面整合、记录为信息系统的高效运行提供支撑。(2)生产计划管理模块。该模块主要功能在于对机械加工计划的编制，以ERP系统运行情况的分析为前提，结合车间资源配置情况、加工制造问题等方面的考量来确定车间生产计划。(3)工艺流程模块。该模主要是对机械产品加工制造过程的全面体现，依托于工艺文件的生成为机械加工过程提供指导。同时，工艺流程模块还涉及到对工艺资料、工艺文件的管理，通过该模块优化设计与建构可促进企业加工制造水平的提升。(4)工具库模块。该模块功能主要是依据对机械加工需求的分析，进行加工工具库存状态的合理调整，以确保机械加工作业的持续开展。(5)工单管理模块（如图3所示）。该模块作用体现为对工单完成、实施状态进行监督管理，明确掌握工单目前进行状态在总计划中的百分比，并做到对工单生产周期的全过程跟踪监督。(6)车间调度管理模块。该模块设计作用体现为对生产关系的管理，结合生产实际情况进行车间人员、物料、设备调度的平衡。(7)质量管理模块。该模块主要负责对机械加工制造质量的把控，依托于产品追溯、生产统计等功能的增设，全面采集产品加工制造的相关资料信息，并对计划管理等部门进行产品形成过程、来源等信息的反馈。(8)终端管理。该模块主要负责对机械加工制造过程进行监控监督，以显示屏为载体进行车间加工现场的实时化、动态化展示，在全面采集机械加工制造信息的同时，对机械加工全过程进行质控监督，并实现以接口进行管理层的信息交互。

图3 工单管理模块设计Fig.3 Design of work order management module

4 结语

综上所述，信息化技术合理应用一方面可促进机械加工效率与质量控制得到显著优化，另一方面则为企业的升级转型发展提供技术支撑。鉴于此，为进一步提升企业机械加工制造水平，需在全面掌握机械加工实际需求与特点的前提下，通过加大信息化技术的融合应用力度来促进机械加工制造方式创新，实现以信息技术为支撑来提升机械加工效率，并保证机械产品加工精度、质量控制符合预期要求。