機(jī)械制造及自動(dòng)化應(yīng)用研究

李曉

摘要：本文首先對(duì)機(jī)制制造及自動(dòng)化技術(shù)，包括基本理論、主要內(nèi)容和作用等進(jìn)行介紹，然后分析了機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷史和方向，總結(jié)了未來(lái)機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)的前沿理論，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)在柔性制造系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究、分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造及自動(dòng)化；應(yīng)用研究；柔性制造系統(tǒng)

1.前言

自動(dòng)化的設(shè)計(jì)制造是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性，低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)，在現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。

2.機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)概論

2.1 機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)基本理論

任何制造過(guò)程都是由若干工序組成的。而在一個(gè)工序中，又包含著若干種基本動(dòng)作。如傳動(dòng)動(dòng)作、上下料動(dòng)作、換刀動(dòng)作、切削動(dòng)作以及檢驗(yàn)動(dòng)作等。此外，還有操縱和管理這些基本動(dòng)作的操縱動(dòng)作，如開(kāi)動(dòng)和關(guān)閉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作等。這些動(dòng)作可以手動(dòng)來(lái)完成，也可以用機(jī)器來(lái)完成。當(dāng)執(zhí)行制造過(guò)程的基本動(dòng)作是由機(jī)器（機(jī)械）代替人力勞動(dòng)來(lái)完成時(shí)這就是機(jī)械化。在一個(gè)工序中，如果所有的基本動(dòng)作都機(jī)械化了，并且使若干個(gè)輔助動(dòng)作也自動(dòng)化起來(lái)，而工人所要做的工作只是對(duì)這一工序作總的操縱和監(jiān)督，就稱為工序自動(dòng)化。

2.2機(jī)械制造自動(dòng)化的主要內(nèi)容和作用

機(jī)械制造過(guò)程中的自動(dòng)化技術(shù)主要有：

（1）機(jī)械加工自動(dòng)化技術(shù)，包含上下料自動(dòng)化技術(shù)，裝夾自動(dòng)化技術(shù)、換刀自動(dòng)化技術(shù)、加工自動(dòng)化技術(shù)和零部件檢驗(yàn)自動(dòng)化技術(shù)等。

（2）裝配自動(dòng)化技術(shù)，包含零部件供應(yīng)自動(dòng)化技術(shù)和裝配過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)等。

（3）質(zhì)量控制自動(dòng)化技術(shù)，包含零部件檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)品檢測(cè)自動(dòng)化和刀具檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)等。

（4）物料儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)，包含工件儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)、刀具儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)和其它物料儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)等。

3.機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展歷史和方向

機(jī)械化生產(chǎn)最早開(kāi)始于19世紀(jì)末期，而在20世紀(jì)中葉的時(shí)候，開(kāi)始出現(xiàn)了自動(dòng)化車床；1947年，美國(guó)福特汽車公司采用了機(jī)械加工自動(dòng)化線，標(biāo)志了機(jī)械制造自動(dòng)化及自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段，到了20世紀(jì)80年代開(kāi)始計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，至此機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。

隨著計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)制制造及其自動(dòng)化的將向著智能化，系統(tǒng)化的方向發(fā)展，具體表現(xiàn)在：

（1）機(jī)電一體化：機(jī)電一體化就是機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展和延伸，傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品只有向機(jī)電一體化方向發(fā)展，才是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的唯一出路。

（2）智能化：智能化是21世紀(jì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向，使機(jī)械制造具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得更高的控制目標(biāo)。

（3）模塊化：模塊化是一項(xiàng)重要而又艱巨的工程。研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。

（4）網(wǎng)絡(luò)化：20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锍浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利和快樂(lè)。

（5）微型化：微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)械自動(dòng)化向微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。

（6）環(huán)?；汗I(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大的變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適：另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。

（7）人格化：未來(lái)的機(jī)械自動(dòng)化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)械自動(dòng)化的人格化有兩層含義。一層是機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，另一層是模仿生物機(jī)理、研制各種機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品.

4.機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究

柔性加工是機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用。柔性制造系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和物流系統(tǒng)連接起來(lái)并具有一系列自動(dòng)化加工設(shè)備和輔助設(shè)備，加工對(duì)象、工藝過(guò)程、工序內(nèi)容和生產(chǎn)節(jié)拍等可自動(dòng)調(diào)整的高度自動(dòng)化制造系統(tǒng)。

柔性制造系統(tǒng)（FMS）是數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。軟性制造系統(tǒng)是由加工系統(tǒng)、物理系統(tǒng)和控制與管理系統(tǒng)3大部分組成軟性制造系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、大型制造控制系統(tǒng)，其硬件主要包括：

（1）兩臺(tái)以上的數(shù)控機(jī)床或加工中心以及其他加工設(shè)備，包括測(cè)量機(jī)、清洗機(jī)、動(dòng)平衡機(jī)、各種特種加工設(shè)備等。

（2）一套能自動(dòng)裝卸的運(yùn)輸系統(tǒng)，包括刀具儲(chǔ)運(yùn)和工件及原材料儲(chǔ)運(yùn)。具體結(jié)構(gòu)可采用傳輸帶、有軌小車、無(wú)軌小車、搬運(yùn)機(jī)器人、上下料托盤站等。

（3）一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及信息通信網(wǎng)絡(luò)。

柔性制造是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要應(yīng)用系統(tǒng)，在技術(shù)研究，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域起著重要的作用。

5.總結(jié)

機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)有著較長(zhǎng)的發(fā)展基礎(chǔ)和里程，整個(gè)技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)、軟件和信息技術(shù)的發(fā)展，而快速更新，向著智能化、系統(tǒng)化方向發(fā)展，得到了廣泛的重視與應(yīng)用。柔性制造系統(tǒng)，是機(jī)械制造及自動(dòng)化的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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