機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械制造中的應(yīng)用評(píng)價(jià)

劉浩　王小梅

摘要：隨著我國(guó)科技、經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，各行業(yè)生產(chǎn)工藝技術(shù)更新?lián)Q代，自動(dòng)化技術(shù)大大提高了機(jī)械制造的生產(chǎn)力，使生產(chǎn)工藝更加完善化、規(guī)模化。文章對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的運(yùn)用成果結(jié)合實(shí)際進(jìn)行了評(píng)價(jià)，展現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的獨(dú)特價(jià)值。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化；機(jī)械制造；機(jī)械設(shè)備；電子控制系統(tǒng)；制造業(yè)；生產(chǎn)企業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TH165 文章編號(hào)：1009-2374（2016）14-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.021

1 機(jī)械自動(dòng)化的含義及特點(diǎn)

1.1 機(jī)械自動(dòng)化的含義

機(jī)械自動(dòng)化是指在機(jī)械制造業(yè)中采用自動(dòng)化的生產(chǎn)技術(shù)，在不借助外力的情況下，機(jī)械自身能夠完成指定的加工步驟，對(duì)原材料或半成品進(jìn)行自動(dòng)持續(xù)化的生產(chǎn)加工，使效率、成本控制、管理、操作等都得到合理優(yōu)化，以促進(jìn)生產(chǎn)力大幅提高。機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)工藝與加工方式得到極大改善，以至于整個(gè)制造業(yè)以及經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展進(jìn)步都依賴于機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的成熟水平。

1.2 機(jī)械自動(dòng)化的特點(diǎn)

1.2.1 機(jī)械自動(dòng)化提高了生產(chǎn)力和產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)的產(chǎn)品大都品質(zhì)優(yōu)良，得益于它的自動(dòng)處理和自動(dòng)控制能力，通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以精準(zhǔn)地控制機(jī)器完成預(yù)定的生產(chǎn)，使得生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品合格率較高。

1.2.2 機(jī)械自動(dòng)化提高了生產(chǎn)的安全性。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品大都具有自動(dòng)監(jiān)視、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)警報(bào)等功能，在生產(chǎn)過(guò)程中如果出現(xiàn)故障或緊急情況能夠自行采取處理措施，避免和減少事故的發(fā)生，因?yàn)闄C(jī)械自動(dòng)化具有較高的靈敏度，使得生產(chǎn)能夠安全、可靠地進(jìn)行。

1.2.3 機(jī)械自動(dòng)化適用面廣，使用成本低。在機(jī)械自動(dòng)化實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，我們只需要預(yù)設(shè)程序，通過(guò)電子控制系統(tǒng)進(jìn)行指揮，機(jī)械就能生產(chǎn)出規(guī)格一致、質(zhì)量品質(zhì)高的產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)相比較，其生產(chǎn)過(guò)程更簡(jiǎn)便，更受制造企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)的歡迎，適用范圍也在各企業(yè)部門(mén)的有效使用過(guò)程中不斷擴(kuò)大。機(jī)械自動(dòng)化除了前期設(shè)備投入資金大以外，其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)技術(shù)成本投入量都比較小，減少了生產(chǎn)過(guò)程中原材料和能源的損耗，大大降低了生產(chǎn)成本。

2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的組成

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)主要由五個(gè)單元組成：

傳感單元：為檢測(cè)系統(tǒng)在工作過(guò)程中的性能參數(shù)。

控制單元：為整個(gè)機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)提供保障，調(diào)節(jié)和制定相應(yīng)的系統(tǒng)指令。

程序單元：解決系統(tǒng)如何去工作，多系統(tǒng)下達(dá)指令。

作用單元：對(duì)機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行有效的定位。

制定單元：通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比和分析，根據(jù)世界情況制定并發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作，進(jìn)行生產(chǎn)。

3 機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展之路探索

3.1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)總體偏低

雖然我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化制造技術(shù)在近幾年得到大力地發(fā)展，并且運(yùn)用范圍不斷擴(kuò)大，越來(lái)越多的制造企業(yè)得到運(yùn)用，但先進(jìn)程度仍然落后于國(guó)外，不僅在技術(shù)上達(dá)不到先進(jìn)水準(zhǔn)，加之對(duì)自動(dòng)化機(jī)械制造出現(xiàn)的問(wèn)題的后續(xù)處理技術(shù)不到位等原因?qū)е伦詣?dòng)化水平一直處于低水平狀態(tài)。先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵在于運(yùn)用，發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)該以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需要為導(dǎo)向，注重實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)學(xué)、科學(xué)性。以我國(guó)引進(jìn)的弧焊機(jī)器人為例，完全正常使用、充分發(fā)揮效益的只占到30%左右，直接影響了機(jī)械自動(dòng)化高生產(chǎn)力和低成本的特性。所謂機(jī)械自動(dòng)化就是指在實(shí)際機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)自動(dòng)化、檢測(cè)自動(dòng)化、物資傳輸自動(dòng)化。在生產(chǎn)加工系統(tǒng)中運(yùn)用自動(dòng)化能減少生產(chǎn)過(guò)程中的失誤操作，代替工人的勞動(dòng)，提升產(chǎn)品的質(zhì)量。由于科技水平的提高，先進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備及新型材料不斷投入到機(jī)械制造行業(yè)，這加大了檢測(cè)工作的難度，所以引進(jìn)自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)勢(shì)在必行，主要用于檢測(cè)系統(tǒng)信號(hào)、系統(tǒng)指令、組件零部件的磨損情況、自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)等，只有保證了合格先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)工藝，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。物資傳輸?shù)淖詣?dòng)化系統(tǒng)包括軟件系統(tǒng)組件、單機(jī)自動(dòng)化裝置、傳輸設(shè)備等，機(jī)械制造自動(dòng)化進(jìn)行流水線生產(chǎn)的情況下，各個(gè)環(huán)節(jié)都不能出差錯(cuò)，原材料源源不斷地輸送，生產(chǎn)設(shè)備周而復(fù)始地工作，多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持都必須正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能不造成設(shè)備浪費(fèi)，產(chǎn)品持續(xù)高效地被生產(chǎn)出來(lái)。

3.2 機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)明顯

目前，在工業(yè)企業(yè)快速發(fā)展時(shí)期，機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是時(shí)代所趨。傳統(tǒng)的機(jī)械制造已不能滿足大批量的市場(chǎng)需求，自動(dòng)化機(jī)械制造能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的大批量的流水線作業(yè)，是符合我國(guó)國(guó)情發(fā)展的一種技術(shù)和發(fā)展模式。機(jī)械自動(dòng)化制造主要注重產(chǎn)品的制造和技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量、豐富產(chǎn)品的制造體系具有重要作用。當(dāng)前就我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展意義來(lái)講，多樣化、豐富化、多元化等才能滿足市場(chǎng)消費(fèi)的各種需求，并且大批量、流水線生產(chǎn)是機(jī)械自動(dòng)化制造的最大優(yōu)勢(shì)。另外，發(fā)展低成本的自動(dòng)化技術(shù)，潛力大、成本低、效率高，提高自動(dòng)化程度，能夠最大限度地滿足我國(guó)的發(fā)展需要和基本國(guó)情。

3.3 機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械制造中的運(yùn)用

3.3.1 集成化的運(yùn)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展讓大量信息的高速處理變得可行，基于計(jì)算機(jī)處理技術(shù)集成自動(dòng)化技術(shù)，可以將機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)和信息處理結(jié)合起來(lái)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是集成化的制造系統(tǒng)代替了人的操作，由計(jì)算機(jī)直接下達(dá)指令給機(jī)械來(lái)完成生產(chǎn)過(guò)程。這樣能夠控制產(chǎn)品的不合格率，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的利用達(dá)到最大化，更加有利于制造企業(yè)發(fā)展。

3.3.2 智能化的運(yùn)用。在社會(huì)科學(xué)的發(fā)展帶動(dòng)下，自動(dòng)化技術(shù)的需求日漸增大。在我國(guó)當(dāng)前的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制中，傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)顯得力不從心，并且在各種進(jìn)步中迫使實(shí)現(xiàn)對(duì)商品的終極加工制造。那么智能化是指系統(tǒng)不僅可以控制產(chǎn)品的生產(chǎn)，還能在沒(méi)有人為操作的情況下對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)控性生產(chǎn)，以此提高生產(chǎn)效率，最大限度地利用現(xiàn)有資源。在這個(gè)過(guò)程中各項(xiàng)生產(chǎn)有關(guān)的數(shù)據(jù)被不斷搜集起來(lái)再進(jìn)行系統(tǒng)分析，如果整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)則生產(chǎn)繼續(xù)，如果出現(xiàn)問(wèn)題則迫使系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)并發(fā)出警報(bào)，再人為地處理解決并恢復(fù)正常生產(chǎn)。

3.3.3 柔性化的運(yùn)用。柔性化應(yīng)用是指隨著客戶的需要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)整，只需要通過(guò)改變相關(guān)的程序即可對(duì)機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)下達(dá)相應(yīng)的指令就能讓系統(tǒng)按照我們的需要進(jìn)行批量生產(chǎn)。柔性化的運(yùn)用可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，確保市場(chǎng)的生產(chǎn)需求，加強(qiáng)系統(tǒng)信息的可靠性，這樣就提高了對(duì)于不斷發(fā)展變化的市場(chǎng)需求的應(yīng)變能力。

3.3.4 模塊化的運(yùn)用。模塊化既重要又艱巨，由于自動(dòng)化機(jī)械產(chǎn)品種類(lèi)多，統(tǒng)一機(jī)械接口、電力接口、動(dòng)力電壓等的自動(dòng)化機(jī)械產(chǎn)品就變得尤為重要，這樣可以更快地開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品并最快投入到大規(guī)模生產(chǎn)。比如大型的手機(jī)套生產(chǎn)線，產(chǎn)品成品的材質(zhì)不一樣，那么自動(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)備也不一樣，一個(gè)廠區(qū)可以生產(chǎn)上百種類(lèi)型，那么就要求自動(dòng)化設(shè)備的動(dòng)力電壓、電力接頭、機(jī)械接頭等得到統(tǒng)一，這樣既節(jié)約了成本，又便于流水線大量生產(chǎn)。

3.3.5 虛擬化的運(yùn)用。機(jī)械制造虛擬化由多媒體技術(shù)、人工智能化、信息技術(shù)、現(xiàn)代制造工藝等以仿真技術(shù)形式建立系統(tǒng)模型，再進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)。其運(yùn)用時(shí)為了能夠讓機(jī)械制造的產(chǎn)品能完全模擬產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)，在生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量上得到了很高的提升。例如目前國(guó)內(nèi)水龍頭的生產(chǎn)，眾所周知，水龍頭有很多規(guī)格，民用的、工業(yè)用的規(guī)格、材質(zhì)都不一樣，不可能對(duì)每個(gè)規(guī)格型號(hào)的水龍頭都設(shè)計(jì)一套自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，基本上都是通過(guò)虛擬化在自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)中建立虛擬模型，調(diào)整到實(shí)際需要的規(guī)格尺寸再進(jìn)行批量生產(chǎn)，這樣既快捷又節(jié)省制造成本。

4 機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械制造中的應(yīng)用評(píng)價(jià)

機(jī)械自動(dòng)化在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中主要在安全性、高效性、經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面使得機(jī)械制造業(yè)得到了很大的發(fā)展，具體表現(xiàn)如下：

4.1 安全性

以一汽大眾為例，一汽大眾汽車(chē)的整個(gè)制造過(guò)程都是采用機(jī)械自動(dòng)化流水線作業(yè)，在生產(chǎn)過(guò)程中利用自動(dòng)噴漆機(jī)器人和車(chē)門(mén)運(yùn)輸機(jī)器人在系統(tǒng)的指令下有條不紊地操作。眾所周知，汽車(chē)漆對(duì)人體是有害的，而且是在高溫環(huán)境下進(jìn)行，就致使人工操作存在很大的局限性，而且整體美觀度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到汽車(chē)制造業(yè)要求，致使自動(dòng)化的噴漆機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生，由統(tǒng)一的運(yùn)輸線傳輸?shù)絿娖彳?chē)間，噴漆機(jī)器人在指令下完成噴漆過(guò)程。車(chē)門(mén)運(yùn)輸機(jī)器人的主要任務(wù)是運(yùn)輸車(chē)門(mén)，并通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置的線路將車(chē)門(mén)送到組裝線上，兩兩之間的間隔距離正好是工人組裝門(mén)的平均時(shí)間，如果工人休息或者臨時(shí)離開(kāi)崗位，運(yùn)輸機(jī)器人就會(huì)自動(dòng)排隊(duì)。這樣的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)就具備很高的安全性，對(duì)于大物件、大批量的配件在人工搬運(yùn)過(guò)程中會(huì)造成的配件損耗和工傷事故，運(yùn)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)大大減少了有害物質(zhì)對(duì)工人身體的損傷。

4.2 高效性

機(jī)械自動(dòng)化制造技術(shù)使得生產(chǎn)流水線得以連續(xù)工作，只需要給機(jī)械設(shè)備提供足夠能源，定期保養(yǎng)檢修，那么就能保證流水線正常高效運(yùn)轉(zhuǎn)，不間斷生產(chǎn)，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備替代了人工，甚至可以取代了人工，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用從根本上提高了生產(chǎn)效率。

4.3 經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)推動(dòng)發(fā)展，但是企業(yè)都是以盈利為目的，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，除了材料的選擇要有品質(zhì)保障外，生產(chǎn)過(guò)程中的加工制作也是評(píng)判產(chǎn)品質(zhì)量好壞的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)過(guò)程中采用低成本、高效率、高合格率的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)不僅能保障產(chǎn)品品質(zhì)，還能獲得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)備在前期需要大量的資金投入，以一汽大眾的汽車(chē)生產(chǎn)廠區(qū)為例，前期設(shè)備的投入資金應(yīng)該是最大的資金投入，一旦自動(dòng)化設(shè)備投入正常使用，后期只需要一定的電力費(fèi)用、維修保養(yǎng)費(fèi)用以及專(zhuān)業(yè)操作控制人員的培育，就能獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。相反，如果沒(méi)有機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，全部靠人工進(jìn)行生產(chǎn)操作，對(duì)于工人而言勞務(wù)工資便是巨額開(kāi)支，生產(chǎn)力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，而機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)不但大大提高了生產(chǎn)力，也使得生產(chǎn)過(guò)程更加經(jīng)濟(jì)化，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。

5 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械制造中的運(yùn)用雖然存在諸多問(wèn)題，通過(guò)不斷完善和優(yōu)化，將能更好地適用于現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。對(duì)人類(lèi)文明的發(fā)展來(lái)說(shuō)是一種進(jìn)步，更是現(xiàn)階段我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分。合理科學(xué)地利用好機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械制造中的作用，將推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建楹，王建森，范玉濤，等.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展探析[J].價(jià)值工程，2013，（24）.

[2] 郝宣淵.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)發(fā)展中存在的問(wèn)題及對(duì)策研究——以紡織業(yè)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展為例[J].青春歲月，2013，（12）.

[3] 郭健禹.現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向探析[J].中國(guó)科技縱橫，2011，（18）.

[4] 陳靜.機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011，（1）.

作者簡(jiǎn)介：劉浩（1993-），男，重慶人，長(zhǎng)江師范學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院學(xué)生。

（責(zé)任編輯：蔣建華）