自動化技術在機械制造中的應用

陳越　吳雙虎

摘要 ：從建國開始，我國就提出由農(nóng)業(yè)國向工業(yè)國發(fā)展的方針。現(xiàn)在，機械制造成為了我國工業(yè)中不可或缺的一部分，隨著科技的發(fā)展，機械制造中應用自動化技術，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)工藝得到了顯著提高。

關鍵詞 ：機械制造 自動化技術 應用

一、前言

文章詳細介紹了機械自動化發(fā)展和我國機械自動化的現(xiàn)狀，同時，就自動化技術在機械制造中的應用做了詳細的闡述，同時結合自身實踐經(jīng)驗和理論知識，展望了我國未來機械自動化發(fā)展的方向。

二、機械自動化的產(chǎn)生與發(fā)展

自進入 21 世紀以來，機械自動化技術取得了迅速的發(fā)展，對人類社會的發(fā)展進程也產(chǎn)生了巨大的影響，隨著自動化技術在社會各個方面的普遍應用，機械自動化在實際生產(chǎn)中的體現(xiàn)也越來越明顯。利用自動化生產(chǎn)來加工制造工業(yè)產(chǎn)品，不僅提高了生產(chǎn)效率，也極大的減少了加工所需的人力成本。同時，機械自動化技術的應用對機械制造業(yè)的發(fā)展也起到了巨大的推動作用。一戰(zhàn)后，西方工業(yè)國家開始了第二輪工業(yè)革命，即通過機械化大生產(chǎn)來加工制造冷金屬，而后，隨著計算機技術的誕生和應用，機械自動化生產(chǎn)技術更加成熟，尖端技術也一直為歐美國家所壟斷。近年來，我國的機械自動化取得了令人矚目的發(fā)展，但距離歐美國家的先進水平仍然有不小的差距，制約我國機械自動化的原因主要是：產(chǎn)業(yè)結構層次低、機械制造業(yè)水平參差不齊、企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新產(chǎn)品。

三、機械自動化技術在我國的應用與發(fā)展

機械自動化技術自問世后，在各個行業(yè)和領域得到了快速的應用，尤其是隨著計算機技術的進步，機械制造業(yè)自動化水平得到了極大地提升，然而，我國在此方面卻仍處于起步階段。近年來，我國的機械制造行業(yè)雖然一直積極采用更加先進的制造技術，但和西方發(fā)達工業(yè)國相比，我國仍與其存在較大的差距。

1.設計方面：在設計方面，工業(yè)發(fā)達的歐美國家大多采用最新的設計方法和數(shù)據(jù)，通常利用計算機進行輔助設計，即CAD，很多大型企業(yè)早已不使用圖紙設計生產(chǎn)。而我國機械制造行業(yè)采用計算機輔助設計的企業(yè)仍不多，依賴傳統(tǒng)設計方法和圖紙設計的仍不在少數(shù)。

2.管理方面：歐美國家大多采用計算機管理，更加重視管理與組織體制和生產(chǎn)模式的發(fā)展，強調(diào)準時生產(chǎn)、精益生產(chǎn)等新的管理思想技術。我國的機械自動化雖已經(jīng)建立了范疇明確的技術領域，但采用計算機輔助管理的大型企業(yè)仍相對較少，依靠經(jīng)驗管理的中小型企業(yè)普遍存在。

3.制造工藝方面：歐美國家大多采用高精細的新型加工方法，我國雖也在一直開發(fā)和掌握新的加工技術，但我國的開發(fā)經(jīng)驗大多仍是借鑒國外的先進工藝再改造，尚未形成完善的自主研發(fā)體系。

4.自動化技術方面：當前，工業(yè)相對發(fā)達的歐美國家在機械自動化生產(chǎn)方面大多采用加工中心、數(shù)控機床、FMC 柔性制造單元、FMS 柔性制造系統(tǒng)、CIMS 計算機集成制造系統(tǒng)等，實現(xiàn)了柔性制造的集成化、自動化和智能化，而我國在此方面還處于起步階段，仍處于單機與剛性自動化階段，只有少數(shù)企業(yè)開始真正使用柔性制造系統(tǒng)。

四、自動化技術在機械制造中的應用

機械自動化技術廣泛應用于機械制造工業(yè)，主要有以下五個方面的應用：

1.信息流的自動化

機械自動化的信息系統(tǒng)主要包括計算機輔助設計、計算機輔助制造、計算機輔助工藝設計、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等幾個方面。

2.物流供輸系統(tǒng)的自動化

機械制造過程需要大量的原材料，加工后，還要把成品及時運到具體的、指定的地點，這一過程是相當復雜和繁瑣的，為了保障整個制造過程的流暢性和連續(xù)性，需要一套有效的自動化物流系統(tǒng)。物資供輸系統(tǒng)的自動化涉及到自動化軟件系統(tǒng)、單機自動裝置等組件。

3.加工系統(tǒng)的自動化

機械制造生產(chǎn)過程有很多重復勞動，為了節(jié)省工人的體力，在生產(chǎn)過程中可以采用自動化的加工系統(tǒng)，使生產(chǎn)工序能夠自動、持續(xù)的進行。這樣不僅可以有效地減少工人的重復勞動，還可以減少人工勞動所帶來的失誤，提高操作的精確度，避免出現(xiàn)次品，提升機械制造產(chǎn)品的質(zhì)量。

4.裝配系統(tǒng)的自動化

機械制造生產(chǎn)過程中一個重要的環(huán)節(jié)就是設備裝配系統(tǒng)。過往的裝配工作一般由人工來完成，工人的勞動強度大且效率低，產(chǎn)品的質(zhì)量也得不到有效的保障。自動化的裝配系統(tǒng)不僅可以取代人工復雜的裝配工作，還可以通過預定設計好的技術要求，將特定形狀與規(guī)格的機械配件自動組裝、搬運、實驗等一系列步驟，從而建立一套自動化的生產(chǎn)流水線。

5.檢測系統(tǒng)的自動化

為確保機械產(chǎn)品生產(chǎn)的精度，機械制造過程常常需要運用一些具有特殊功能的加工設備和新型的材料與部件，這也就增加了產(chǎn)品檢測工作的難度，傳統(tǒng)的人工方法檢測精確度已達不到設計需求，自動化檢測技術可以有效地解決這種難題，這也是發(fā)展的必然結果。在當今，運用較多的自動化技術有很多，如具有多個判斷系統(tǒng)的智能診斷技術、識別電流信號、時序的檢測技術等。

五、機械制造自動化的發(fā)展方向

1. 機電一體化。機電一體化是 21 世紀機械制造產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢，也是機械制造自動化的延伸。只有實現(xiàn)機電一體化，才能更好地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

2.智能化。智能制造產(chǎn)生于上世紀 80 年代，具有廣闊的發(fā)展前景。其核心為利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳基因、人工智能系統(tǒng)、專家系統(tǒng)來進行多種復雜的決策，提高制造系統(tǒng)的制造水平和實用性。該技術能夠細致的保留工人與工程技術人員在長期的生產(chǎn)制造過程中積累的豐富經(jīng)驗，使這些經(jīng)驗能在更長的時間內(nèi)發(fā)揮作用。也有學者認為，智能化制造技術是人類感官與頭腦的延伸，也是人類手腳和肢體的延伸，對機械自動化技術的發(fā)展具有重要的指導作用。

3.微型化。機械自動化控制系統(tǒng)屬于微電子產(chǎn)品，微電子產(chǎn)品正朝著超大規(guī)模集成的微觀領域發(fā)展，未來的機械自動化控制系統(tǒng)體積會更小，操作會更加靈活，能耗會更低。

4. 綠色化。人類的經(jīng)濟發(fā)展不能以破壞環(huán)境為代價，環(huán)境破壞給人們帶來的影響越來越被重視，未來的機械自動化在方便生活的同時也將最大程度降低對環(huán)境的破壞。

5.柔性化。多品種多批量生產(chǎn)是機械制造業(yè)發(fā)展的重要形態(tài)。因此，機械加工設備的柔性要求也更加迫切。柔性自動化加工，是指采用機床加工控制軟件來控制加工過程，在需要更換零件時，無需人工調(diào)整機床與設備狀態(tài)，只需改變少量軟件與夾具即可繼續(xù)進行加工的加工方式。與傳統(tǒng)的加工方式相比，該技術有以下優(yōu)點：（1）加工精度高；（2）可靠性與穩(wěn)定性好；（3）同批次零件的精度與一致性高；（4）能夠更加方便的進行復雜零件的加工；（5）能集中進行多種加工。

6. 模塊化。隨著機械制造工業(yè)規(guī)模的不斷擴大，涉及的設備種類、技術工種也越來越多，單獨的企業(yè)或廠家往往不能完成整個機械生產(chǎn)流程。機械制造自動化流程就需要劃分為大小不一的模塊，分別由專業(yè)的部門或企業(yè)來完成，通過多方配合實現(xiàn)大規(guī)模的機械自動化生產(chǎn)。

7.網(wǎng)絡化。隨著計算機技術的發(fā)展，網(wǎng)絡已經(jīng)融入到生活、生產(chǎn)的各個角落。機械制造自動化每一環(huán)節(jié)可以通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)匯總到遠程控制終端，由計算機進行實時分析并進行控制。

六、結束語

機械制造是我國工業(yè)體系中的重中之重，它支撐科學技術的發(fā)展，提高它的重要地位，加強資金投入是很有必要的。

參考文獻：

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