摘要:本文简单介绍了机械加工工艺与自动化控制技术，着重研究了机械加工工艺中自动化控制技术在加工信息、生产、运输、装配、传感等方面的应用情况，并就相应的应用发展趋势进行了探讨，但愿能为机械加工行业的发展提供些许支持。
关键词:机械加工工艺;自动化控制技术;生产自动化
机械制造业作为现代工业的基础部分，其发展水平往往被视作国家工业化程度的重要标志之一，同时也是国家重要的支柱产业。而机械加工工艺作为机械制造业中的重要部分，在自动化发展方向取得了一定成果和突破，相应的工艺水平、生产质量及效率均得到有效提升。我国自动化行业自改革开放以来便持续处于高速发展时期，不过各种因素影响而有所放缓，而2016年实现回升并维持低速平稳发展状态，而且我国自动化设备市场份额在全球范围内都名列前茅。数控机床、桁架机器人、关节机器人等的应用，使得机加工自动化生产线得以持续、稳定运转。
一、机械加工工艺与自动化控制技术概述
（一）机械加工工艺
机械加工工艺得以广泛应用、快速发展、持续改善，成为现代社会中不可或缺的部分。所谓机械加工工艺，简单而言就是通过机械加工的方式进行制造符合图纸设计要求的机械产品这一过程。机械加工工艺的流程通常为确定生产类型、分析图纸以及相应技术、选择毛坯、拟定工艺路线、确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差、确定设备与器具、确定切削用量与工时定额、确定主要工序的技术要求检验方法、生产制造、检验改善等。
（二）自动化控制技术
自动化控制技术自诞生以来，便在各个领域的到了充分应用，如技术、生产、军事、管理等。该技术的应用主要是在明确控制目标和要求的前提下，设计和构建相应的自动控制系统，进而保障某个过程按照预想进行或者实现某个预设的目标。自动化控制系统通常包含程序单元、传感单元、作用单元、制定单元以及控制单元等。其中程序单元是整个自动化控制系统中最关键的部分，需要针对不同的控制需求编写不同的程序，但凡程序编写不合理将会直接影响控制功能的实现以及实际控制质量。而作用单元作为执行程序命令的部分，其对于整个系统的正常运转也有着必要的支撑作用。传感单元是系统中用来收集各项数据的部分，其能够将收集到的数据传递到控制单元，通过系统对数据进行计算、处理之后，基于程序下达相应的控制命令。制定单元则是连接和协调整个系统的重要部分，其能够对其他单元进行命令和调控，从而保障系统自身的安全性、稳定性与可靠性。至于控制单元自然就是直接与被控制对象相连的部分，执行控制命令。
二、机械加工工艺中的自动化控制技术应用现状
（一）加工信息自动化
随着现代机械生产制造产业的不断发展，机械加工工艺变得更加复杂，工艺应用中的相关信息类型、数量也有所增加。如果不能对加工信息进行全面有效地整合、分析、处理，那么会在很大程度上影响加工指令的有效执行，甚至可能导致加工生产出错。而将自动化控制技术应用到机械加工信息的管理之中，能够实现对信息的综合化、自动化管理，提高管理效率的同时实现对加工过程的有效监控，推动高质量生产作业的有效实现。将自动化控制技术与信息采集、信息处理相融合，可以通过传感单元实现对机械加工工艺参数信息的自动化采集，如铣削深度、铣削速度、每齿给进量、加工直径、工序间余量、加工螺纹直径、切削用量等。这些数据被传递至自动控制系统之中，通过提前构建的机械加工过程模型对数据进行简单处理，能够实现对整个加工过程的实时化、动态化监控，一旦发现参数信息异常便能自动发出警报。而自动控制系统的程序单元则能及时对异常程序进行处理，通过下达命令的方式对工艺过程进行调整，从而保障整体加工生产质量与效率。而且随着数字化、信息化时代的到来，加工信息能够通过终端屏幕进行实时显示，有利于相关人员进行实时监控，同时数据化的机械控制也能得到有效实现，意味着机械加工将变得更加精准和高效。
（二）加工生产自动化
机械加工自动化的关键部分在于加工生产自动化。机械制造自动化系统主要包含加工系统、工间支撑系统、刀具控制系统、控制管理系统等，控制方式则包含液压控制、气动控制以及电气控制等，该系统的有效应用能够提高生产率、缩短生产周期、提高经济效益、降低劳动程度、提高产品质量。自动化加工设备主要是数控加工设备，如数控机床、加工中心等。在自动化的加工生产过程中，刀具自动化是极为重要的一环。基于自动化控制技术实现对刀具的自动化选择、切换、对齐、进给等，是保障自动化生产的关键。尤其是在机械加工工艺较为复杂的情况下，加工生产过程中需要对刀具进行频繁调整，更是需要刀具自动化的充分支持，确保自动化生产的有效实现。在对工件进行加工后，还需要对工件进行自动化检测。对加工过程参数进行采集、处理、分析与优化，并对机床系统加以校正，能够实现工件检测过程的自适应控制。工件检测方式主要包含直接测量与间接测量、接触测量与非接触测量、在线测量与离线测量多种类型，而自动检测则能对各种不同类型的检测方式进行综合化应用，实现有效、准确检测。在工件尺寸发生变化后，通过自动测量头对位移信号进行检测，然后再通过信号转换放大器将位移信号转化为电信号。电信号作为命令发出后，控制单元接受信号并执行相应命令，能够对工件进行修正，从而在进行有效检测的同时进一步优化加工，降低废品率。
（三）加工运输自动化机
械加工工艺流程中需要使用大量物料，其中既包括原始材料，也包括半成品等。而对这些物料进行自动化运输，则是支持自动化加工生产得以实现的必要前提。在自动化控制技术的支持下，机械加工工艺流程中的物料自动化运输需要物流供输系统支持。该系统主要包含单机供料装置、连续输送装置、运输小车、工业机器人、存储设备等。其中单机供料装置通常为储料器、隔料器、上料器、输料槽、定位装置等；连续输送装置则包含带式输送系统、链式输送系统、步伐式传送带、辊子输送系统、随行夹具返回装置等；运输小车则包含自动导向小车、悬挂输送小车、有轨导向小车；工业机器人则通常由执行机构、控制系统、驱动系统、检测系统等组成；存储设备包含托盘交换器、中央刀库、缓冲工作站、自动化立体机器、巷道式堆垛机等。在自动化控制技术的支持下，物料的自动化运输数量、间隔、速度等都能被有效控制，进而配合实际加工生产需要，保障加工质量与效率。
（四）加工装配自动化
机械加工自动化不仅仅体现在对零部件的加工生产上，还体现在相应的装配上。装配自动化能够按照预先规定的程序，自动地进行装配。由于机械装配需要对零部件的规格、数量、类型等进行严格控制，并严格按照预定的工序进行装配，技术复杂性较生产自动化、运输自动化更高。在对零部件进行自动装配时，通常需要完成清洗、平衡、装入、过盈连接、螺纹连接、检测控制以及试验等的自动化，确保零部件被准确安装于正确位置。
（五）加工传感自动化
机械加工工艺流程中需要对整个生产过程进行有效监督，而传统人工监督模式有着质量和效率较低的缺陷，故而需要积极发展自动化监督模式。其中推动加工传感自动化，正是实现自动化监督的有效方式。应用自动化控制技术，通过传感器对整个生产过程的相关参数、信息等进行有效收集，通过计算机与系统可实现对整个生产流程情况的实施监控，配合监视器等，能够及时发现生产过程中的不合规、不达标之处，并能对不符合标准的产品进行辨别与处理，大幅降低废品率。
三、机械加工工艺中的自动化控制技术应用发展前景
自动化控制技术的应用，必然会跟随时代的创新和发展而迎来新的转机。尤其是人工智能技术的逐步成熟，使得智能化已经成为自动化机械加工的重要发展趋势。计算机系统以模仿人脑思维的方式，不断进行学习，对大量数据进行分析和处理，能够做出智能的判断，发出智能的指令，进而实现智能化加工，推动机械加工自动化水平的显著提升。与此同时，集成化、虚拟化以及柔性化也是不容忽视的重要发展趋势。其中集成化的优势在于构建一体化系统，实现对整个工艺流程的统一化、标准化管理，而且能够大幅提高管理效率，优化资源配置，增大生产加工规模，降低成本。而虚拟化则体现虚拟现实技术等的应用，能够在实际配置生产条件前通过仿真的机械加工工艺环境进行试验和检验，能够在不影响正常工艺生产的前提下实现对工艺的有效优化和完善。而柔性化则体现能够对工业产品类型的适当调整，进而满足市场的不同需求，尤其能够满足市场的个性化需求，进一步增强机械制造业的市场适应能力。
四、结束语
综上可知，自动化控制技术作为发展迅速、应用广泛的先进技术，其在机械制造业中的应用价值极为巨大。在自动化控制技术的支持下，机械加工工艺不仅能够实现自动化，还能逐步迈向智能化、集成化、虚拟化以及柔性化，意味着工艺水平的充分提高。只有深化对自动化应用的探索和发展，才能顺应时展需求，不断推动整个机械制造行业的创新发展。
参考文献:
[1]田帅.刍议现代机械制造工艺与精密加工技术[J].城市建设理论研究:电子版,2016(8):361.
[2]黎嫦娥.机械加工工艺中自动化控制技术的应用分析[J].发明与创新•教育信息化,2018,000(012):71-72.
[3]李强.试论机械加工工艺中的自动化控制技术[J].建筑工程技术与设计,2018,000(017):4110.
作者：周栋华 单位：苏州工业园区工业技术学校
