自“中國制造2025”發布以來，各大企業紛紛投入到自動化改造的大潮中去，zui傳統的機械裝備制造業面臨著難以調和的轉型瓶頸：機床老舊、工人眾多、車間環境惡劣、人員素質普遍較低等問題。而部分機加工企業急于求成，盲目轉型，改造了車間物流卻喪失了產品切換的靈活性，購置了數控機床卻沒有配套的輔助設備，升級了信息系統卻面臨著配合協調困難等問題，轉型失敗的企業不在少數。因此，機加工企業只有同時把控以下5個事關成敗的關鍵環節，才能轉型成功。

A.機床的自動化上下料

現有的機床自動化改造技術，主要采用工業機器人改變機床在加工過程中工件的上下料方式。用機械替代人工和專機，完成工件裝卸、工件翻轉、工序之間的轉換，不用人或少用人，達到機械零部件自動化加工的目的，實現24小時大批量、無人化加工。

圖1 典型的機床自動化上下料圖示

例如核試驗所需代號為“2LD08”部件的加工，工藝如下：

輸送帶自動將零件由料倉出庫送到機器人上料工位→機器人從輸送帶上抓取零件送至A1號—A4號（按程序）數控機床上→數控機床自動加工零件→機器人將加工完成的零件從數控機床上取下放至輸送帶上→輸送帶將零件送至下一工序。

以上工序的完成，在傳統工藝中，上下料過程需要工人搬運、取件、吊裝等工序，不但繁瑣，還存在危險。而在自動化上下料中，零件經輸送并抓取，整個動作在理想狀態下僅需16秒；機器人裝卸夾具僅需8秒，并且整個過程不需人工干預。
B.機加工車間的工件物流系統

工件的轉移，往往發生在粗加工與精加工、出入庫之間。機床的自動化物流線，zui早出現的是組合機床物流線，僅能通過物流系統實現工件在機床間的流轉。而現有科技水平能通過輸送線、AGV小車、分揀裝置、自動化立體倉庫等手段，將整套工藝的物流全部承接：出入庫、鑄（鍛）造、粗加工、熱處理、精加工、清洗、裝配、檢測等。

圖2 機械臂集成傳送帶實現工件轉移及上下料

自動化物流系統的改造，將*改變肩扛手提、天車吊裝、裝車推車的傳統勞動面貌。多機聯合流水線自動化技術，可實現不同型號機床、工件切換的兼容，并集成機床自動化上下料單元，實現機加工車間全工序自動化流轉，目前該技術國內只有北鋼聯等極少數廠商能*掌握。

C.工件的自動化清洗

經過前道工序的加工，工件表面必然沾染了鐵屑、油污、灰塵等各類雜質，多混合物的清洗往往被工人所忽略。陳舊的手工清洗工藝，不僅清洗質量不高，而且達不到環保要求，對操作工的健康及周圍環境造成影響。改進清洗工藝，提高清洗質量與效率成為企業發展所關注的焦點之一。

圖3 工件自動化清洗機組示意圖

機加工所產生的雜質無外乎以上幾種，使用特制的清洗液，經過數道清洗工藝可*去除，首先考慮清洗機組的選材，為防止腐蝕一般采用304不銹鋼，配套高壓噴淋系統，進行噴淋，去除雜質。隨后使用壓縮空氣強力吹去表面的水漬，防止烘干過程中在表面留下水印，然后進行熱風烘干，zui終出料。此時，工件已經具備視覺檢測系統的輸入條件。

D.工件的自動化檢測

零部件的檢測主要是尺寸檢驗、外觀檢驗，傳統工藝是人工靠眼看，卡尺量，與標準塊對比等手段檢驗尺寸及外觀，存在光線、噪聲、情緒等干擾項，會影響到檢驗員的工作質量。

圖4 配套視覺識別的智能機加工車間

而現在由攝像機、光源、安裝座、軟件等組成的視覺檢測系統，可在線檢測裝配尺寸，配套踢廢裝置，合格品下線，不合格品被踢除并報警。通過機器視覺將被攝取目標轉換成圖像信號后，使用算法判斷，能有效的提高生產線的檢測速度和精度，大大提高產量和質量，降低人工成本，同時防止因為人眼疲勞而產生的誤判。

E.工件的自動化裝配

機械制造業發展初期,裝配多用銼、磨、修刮、錘擊和擰緊螺釘等操作,使零件配合和聯接起來，這是一種非精益化裝配，不符合現代化車間的“智造”要求。自動裝配作業包括自動清洗、平衡、分選、裝入、聯接和檢測等，有時還包括成品包裝和一些輔助性的加工工序，單純購置機械臂無法實現整套流程。

圖5 機械臂配套輔助設備實現自動化裝配

隨著*加工單元的上線，前段制造速度明顯高于后續裝配速度，通過使用裝配機械臂、自動化專機、軟件系統等一系列智能設備集成，不僅解放了車間勞動力，尤其是提高了質量與效率。機械聽命于電腦，不會因人工的疲勞度、疏忽、熟練度等因素而對產品有所影響。在北鋼聯所承接的T/R殼體自動化車間技改前后，工程師曾做過粗算統計，在一些典型產品的生產中，部件裝配所需時間，占據產品總制造時間的一半；而在北鋼聯對車間改造后，加工單元已實現無人化管理，清洗、裝配均由機械自動化完成，高素質的工程師在中控室便可隨時監控生產情況，產品裝配時長僅占原來的15%，并*解放75名車工、鉗工等各類勞動單元。

結語

機加工車間自動化改造技術在機械制造工業中占據著不可替代的地位，以上五大關鍵環節，缺失了任何一環都會導致企業技改升級的失敗，自動化改造不是做給別人看的“花架子”，花費不菲的資金，既沒有省去人工，又徒增了人員維護設備的成本，還存在人機協作不暢的風險。對于機加工企業來說，這是失敗的轉型。必須牢牢掌握以上五大關鍵環節，才能實現:穩定的提高產品質量，改善用工條件，縮短生產周期，降低人員成本，保證投入與產出的均衡性。