加工设备自动化设计探讨

加工设备自动化设计探讨

发表时间：2016-08-22T14:37:54.033Z 来源：《电力设备》2016年第11期作者：马文达

[导读] 加工设备自动化是指在加工过程中所用的加工设备能够高效、精密、可靠地自动进行加工。

马文达

（佛山隆深机器人有限公司 528311）

摘要:随着信息时代的到来，社会经济发展较快，信息技术水平也不断提高，社会中各个行业都发生了翻天覆地的变化，机械制造业对于加工设备自动化的要求也不断提高。推动机械制造业的发展的重要因素是设计和研发加工设备自动化，运用全自动化机械设备对于加工产业来说十分重要，这也要求我们需要更加重视对加工设备自动化的设计研发工作。本文中主要从设计和研发加工设备自动化这一方面来进行研究和探讨实现加工设备自动化的方法和途径，希望这些研讨对加工设备自动化的工作有借鉴作用。

关键词：机械设备；自动化的途径；引入机器人

一、自动化设计研发的定义

加工设备自动化是指在加工过程中所用的加工设备能够高效、精密、可靠地自动进行加工，此外还应能进一步集中工序和具有一定的柔性。其中高效是指生产率要达到一定高度的水平；精密指加工精度要求成品的公差小，成品的实际公差带要达到规定的一半或更小，期望成品不必分组选配，从而达到完全互装配，便于实现“准时方式”的生产；可靠就是指设备的质量要好，通常不需要进行维修，可以利用班间休息时间按计划换刀，能常年三班制不停地生产。

二、加工设备自动化的意义

加工设备自动化生产可以减轻工人的工作强度，缩短生产时间并提高生产效率。同时，加工设备的自动化可以满足零件加工的多种工序，便于多个机床的管理，是实现生产自动化的必然追求，也是机械制造业稳定发展的基础。所以，加工设备的自动化是机械自动化生产的基本问题之一，是机械制造厂实现零件加工自动化的基础。

企业为了迎合社会的发展趋势，满足消费市场的需求，需要不断提升加工设备的性能和质量，即设计并研发加工设备自动化。对此企业需要根据自身生产的特点和机械设备的特点，合理进行加工设备自动化的设计和研发，同时也要保证企业生产的高效性。机械类发展的重点是研发新型机械设备，完善设备的功能。只有立足于企业发展的实际需求，研发符合企业生产发展的高效性设备，企业才能高效地生产出高质量且符合社会发展的优质产品，提高企业在市场中的竞争力，增加企业的营业利润，确保企业稳定快速发展。

三、实现加工设备自动化的方法

自动化技术应用范围广泛并且所涉及的学科比较多。自动化系统是由五个单元组成的。第一个单元是程序单元，程序单元的主要作用是决定做什么以及如何去做；第二个单元是作用单元，它的作用是施加能量和定位；第三个单元是传感单元，主要是检测过程的运行性能和工作状态；第四个单元是制定单元，它主要是进行比较传感单元传来的信息，制定和发出指令信号；第五个单元是控制单元，它是进行制定并调节作用单元的机构。从应用角度来看，实现加工设备自动化的方法主要是加工过程自动化、装卸工件自动化、机床加工循环自动化。

1.加工过程自动化。炼制石油或化工产业中流体或粉体化学处理自动化，通常情况下采用以检测仪表、计算机和调节器等部件组成的过程控制系统。其中控制方式主要采用前馈控制、反馈控制和最优控制，控制系统是对整个工厂或者是加热炉等设备进行最优控制，实现加工过程自动化。

2.装卸工件自动化。如输送机代替人工搬运工件是工件输送机械自动化。在传统的生产过程中必须要人工辅助装卸工件才能完成生产，要实现加工设备自动化，自动化机床需要具备自动化空行程机构和自动控制系统，利用数控技术实现装卸工件自动化。

3.机床加工循环自动化。生产过程由工序组成，工序是组成加工过程的基本单元，工序包括基本动作和辅助动作两部分，基本动作如传动、上下料、换刀、切削和检验，辅助动作就是操纵传动机构的动作。机械加工循环自动化需要采用数控或者电气控制等技术实现机械自动循环加工需要加工的产品，工作人员只需要对工序的总过程进行查看即可，不干预生产环节。

四、实现加工设备自动化的途径

加工设备自动化是指运用自动化技术实现自动化连续生产，即机床加工自动化和辅助工作自动化，减轻工作人员的工作强度。经过探讨研究，实现加工设备自动化的途径分为下列几种：

1.普通机床的工作运动是由机床完成的，但大部分或全部空行程运动必须需要通过工人来完成，半自动机床需要在工人的协作下完成加工过程，要实现半自动设备全自动化工作，则需要通过对半自动加工设备进行配置自动上下料装置，是设备自动控制装卸材料，以实现加工设备的完全自动化。

2.可以运用数控技术和电气控制技术对通用加工设备进行自动化改造；

3.结合加工设备的工作特点和工作要求设计研发专用的自动化加工设备，比如组合机床等

4.可以采用数控加工设备，使设备在完成一个工作流程后，自动卸下已加工好的产品并且自动装上待加工产品，数控加工设备包括数控机床、加工中心等。

五、加工设备自动化示例

格兰仕近年在中山投资超过三十亿，扩大建设微波炉生产自动化工厂的规模，通过查阅资料，我们可以知道在格兰仕自动化的新工厂里生产过程都是一气呵成的，组件→预装→总装→打包→堆垛→传送入仓→科学仓储→自动化出库这些工序不需要人工干预，制造一台微波炉从零部件装配到成品下线装箱，其中的所有制作工序都在空中完成。随着工厂的自动化升级，不仅减轻了员工的工作强度，提高了生产效率，降低了生产成本，还改善了传统手工作业损耗资源较多的问题。根据格兰仕微波炉总装车间统计，新建工厂的单线人均效率比传统生产线提升了62%。

从格兰仕实行工业生产自动化的示例中，我们可以看出工业生产自动化存在很大的优势，传统生产过程需要工作人员全程看管并手动

劳作，既加大了工作人员的劳动强度，又降低了生产效率，还造成资源的浪费，而自动化生产过程所有生产工序一气呵成，减轻了工人的劳动强度还提高了生产效率，减少资源浪费，降低生产成本。

六、装卸工件自动化引入机器人应用

全世界对工业“机器人”这个术语有无数种定义，而美国机器人协会的定义是:工业机器人是一种可以重复编程的多功能机械手，重复编程和多功能是工业机器人与各种单一功能机器人不同之处。目前使用最多的机器人是装配机器人、焊接机器人、喷漆机器人以及码垛机器人，这些机器人可以通过数据编程灵活的改变工作方式以及内容，满足生产过程中的多种需求。比如王老吉的雅安机器人自动化基地中，在红色厂房里，我们可以看到整洁的生产车间，操作熟练的工作人员和有条不紊地运转的自动化生产线，从生产到装箱都采用机器人自动化，在很大的程度上方便了产出和销售。在装卸工件自动化的过程中引入机器人设备，采取全自动的方式，可以降低装卸大工件的难度，也减轻工作人员的工作强度，提高了生产过程的安全性和生产效率，降低生产成本。

结束语：

随着社会的经济和科学技术不断发展，经济全球化的趋势也在不断加强，加剧了企业之间的竞争。经济的发展促使我们不断地实践机械设计制造及其自动化，如果机械行业想在激烈的竞争中立足于不败的地位，则必须改变企业的发展观念，机械制造技术的创新依赖于计算机技术的发展，加强培养数控人才的力度，提高劳动生产效率，减轻工人的工作强度，在保证产品质量的同时降低生产成本，从而降低产品销售价格，利用高性能的优质产品提高市场竞争力，领先于整个行业市场，适应社会发展带来的机械自动化的浪潮。机械自动化已经是制造业发展的必然趋势，只有设计和研发加工设备自动化，企业才能抓住时代机遇，迎接全球化市场的挑战，在激烈的市场竞争中立于不败之地。

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[4] 权占群,张树礼. 桁架机械手及在柔性加工自动线上的应用[J]. 金属加工(冷加工). 2014(12)

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