機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

周迪鋒

【摘要】本文結(jié)合自動(dòng)化以及機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況以及機(jī)械制造自動(dòng)化的特點(diǎn)，分析了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)，并對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造；自動(dòng)化；特點(diǎn)；技術(shù)

引言

改革開(kāi)放以來(lái)，在提倡產(chǎn)業(yè)化的大環(huán)境下，現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)出了很多新課題，如優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提升競(jìng)爭(zhēng)力、開(kāi)拓創(chuàng)新能力、制造業(yè)的綠色與智能化等等，尤其是“十八大”的召開(kāi)，在更深的意義上強(qiáng)調(diào)將“創(chuàng)新”、“綠色”等理念融入到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性及緊迫性當(dāng)中，除了以上理念，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級(jí)、GDP能耗等諸多的硬性指標(biāo)也都將對(duì)中國(guó)的制造業(yè)帶來(lái)一定的考驗(yàn)。在這種嚴(yán)峻的的環(huán)境下，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的地位越發(fā)顯得舉足輕重，除了機(jī)械制造原有的控制和監(jiān)測(cè)等一系列功能以外，自動(dòng)化技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了高能效、高管理的優(yōu)勢(shì)，說(shuō)它是機(jī)械制造必不可少組成部分一點(diǎn)也不夸張。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用前景是不可估量。

一、國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展的情況

改革開(kāi)放為我國(guó)工業(yè)技術(shù)水平帶來(lái)了良好的發(fā)展機(jī)遇，在質(zhì)量上取得了巨大的進(jìn)步，技術(shù)上也有了很大的提高。在機(jī)械設(shè)備的研發(fā)方面，我國(guó)積極引進(jìn)國(guó)外新型設(shè)備及技術(shù)上，取得了很大的成績(jī)。然而，由于我國(guó)在機(jī)械制造行業(yè)方面起點(diǎn)較低，其在我國(guó)發(fā)展歷史比較短等等原因，我們的技術(shù)與其他先進(jìn)國(guó)家相比，仍然有不足的地方。主要有以下幾個(gè)方面：（1）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次偏低。我國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次大多以手工勞動(dòng)為主，科技含量低，污染嚴(yán)重，能耗高、質(zhì)量低，缺乏技術(shù)高，環(huán)保好、設(shè)施先進(jìn)，能耗低的先進(jìn)科研產(chǎn)業(yè)。（2）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)鏈不完善。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)鏈不完善帶來(lái)的負(fù)面影響很多，例如導(dǎo)致企業(yè)發(fā)展不平衡，產(chǎn)品質(zhì)量低等等諸多方面。另一方面，雖然我國(guó)大力提倡機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，但手工制作的產(chǎn)品依然占有很大的比例，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。（3）缺少自主研發(fā)技術(shù)。在我國(guó)，核心技術(shù)極度匱乏，只能生產(chǎn)別國(guó)的產(chǎn)品，卻沒(méi)有自主生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)，顯得很被動(dòng)。鑒于以上不足之處，我國(guó)對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的學(xué)習(xí)，還有很長(zhǎng)的道路要走。要多引進(jìn)別國(guó)的新型的技術(shù)，先進(jìn)管理，掌握其核心技術(shù)，并且要通過(guò)舉一反三將其應(yīng)用到我國(guó)科研事業(yè)中。

二、機(jī)械制造自動(dòng)化的特點(diǎn)

1、可以實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差的計(jì)算。對(duì)于控制方式最理想的狀態(tài)，就是能夠完美地控制被控對(duì)象。但是，在實(shí)際操作的時(shí)候，由于人員、設(shè)備性能等因素的影響，導(dǎo)致被控對(duì)象的實(shí)際動(dòng)作與預(yù)定動(dòng)作存在多多少少的不同。雖說(shuō)允許誤差的出現(xiàn)，但是，一定要控制的誤差范圍之內(nèi)。誤差的存在也不是完全不利，一方面它能夠促進(jìn)控制方案的精確性，也有利于對(duì)誤差的控制。如果采用傳統(tǒng)控制方案對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，就有可能因?yàn)榧夹g(shù)上的問(wèn)題出現(xiàn)一系列的影響因素，導(dǎo)致誤差不能被控制在一定范圍內(nèi)。在傳統(tǒng)的控制方案中，可以采用結(jié)果測(cè)試法或者經(jīng)驗(yàn)法給出誤差。但是，自動(dòng)化領(lǐng)域中，每一步都處于計(jì)算機(jī)的監(jiān)控中，所以說(shuō)，設(shè)計(jì)人員可以為控制方案的每一步都給出相應(yīng)的誤差范圍。

2、綠色環(huán)保。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，對(duì)環(huán)境也會(huì)造成或輕或重的傷害。正因如此，在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)使用過(guò)程中，要把環(huán)境保護(hù)問(wèn)題考慮進(jìn)去，這也正好符合國(guó)家的要求。在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)使用過(guò)程中，應(yīng)該遵循的原則如下：盡量減少對(duì)環(huán)境的傷害，或者做到?jīng)]有傷害。這一原則要求，對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)以及制造材料必須進(jìn)行嚴(yán)格篩選，保證機(jī)械制造和使用過(guò)程都能夠具有綠色環(huán)保的效應(yīng)。綠色環(huán)保的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，一方面可以降低生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的傷害，另一方面也可以在一定程度上節(jié)約成本。

3、控制方案便于進(jìn)行優(yōu)化和傳播。對(duì)于傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域，需要結(jié)合實(shí)際的工作情況確定控制方法和控制方案，而且要將環(huán)境因素、人為因素對(duì)控制方案的影響納入考慮。在數(shù)控技術(shù)方面，全程都是利用數(shù)字控制，正因這樣，數(shù)字控制方式才能夠移植和傳播，影響著整個(gè)控制行業(yè)的積極、迅速發(fā)展。另一方面，控制方案能夠抽象成可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行查看、修改和優(yōu)化的數(shù)字代碼形式，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的協(xié)助下，控制方案也可以得到更深一步的優(yōu)化，促進(jìn)整個(gè)控制行業(yè)的順利發(fā)展。

三、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

1、數(shù)控技術(shù)。隨著我國(guó)工業(yè)化腳步的加快，各行各業(yè)對(duì)機(jī)械加工的需求量逐漸增多，傳統(tǒng)的人工操作，不僅要消耗大量的人力物力，而且無(wú)法保證產(chǎn)品質(zhì)量。在機(jī)械化的趨勢(shì)中，傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到社會(huì)的要求，很多工藝都已經(jīng)被機(jī)械加工技術(shù)所代替。作為機(jī)械自動(dòng)化制造的核心技術(shù)，數(shù)控技術(shù)在各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，他的核心技術(shù)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)編碼技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)程序一旦啟動(dòng)，機(jī)械設(shè)備就進(jìn)入自動(dòng)加工狀態(tài)，在加工過(guò)程中，工作人員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行觀察。所以說(shuō)，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，加快了為我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，促進(jìn)了機(jī)械自動(dòng)化的全面進(jìn)步，為社會(huì)各行各業(yè)的生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。具體應(yīng)用如下幾種：在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用、在汽車(chē)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用、在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用。以下舉例說(shuō)明：圖1所示為一個(gè)簡(jiǎn)單的梯形螺紋零件圖，要求用數(shù)控技術(shù)加工出梯形螺紋。第一步：對(duì)右端外圓部分進(jìn)行加工：（1）夾住零件的左端，伸出長(zhǎng)度控制在40mm左右，粗加工外圓部分，調(diào)整刀具，再對(duì)該部分進(jìn)行精加工。（2）用槽刀切削10mm槽至Φ26mm處，并用槽刀倒角。第二步：車(chē)削梯形螺紋：（1）編寫(xiě)程序，設(shè)置粗車(chē)梯形螺紋的最小背吃刀量為0.2mm，留精車(chē)余量0.1mm。（2）兩次精車(chē)梯形螺紋后，測(cè)量尺寸進(jìn)行修正。（3）編寫(xiě)梯形螺紋數(shù)控程序。

2、虛擬技術(shù)。虛擬技術(shù)是將人工智能、電子信息以及多媒體技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合的綜合性技術(shù)。虛擬技術(shù)的原理就是將模擬和仿真功能與機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合而形成的一門(mén)技術(shù)。虛擬技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就是機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)之前，可以預(yù)測(cè)出可能出現(xiàn)的漏洞與故障，并對(duì)其分析，從而采取措施，既可以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定，又可以提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。虛擬技術(shù)雖然早已提出并逐漸開(kāi)發(fā)，但是目前仍然還不成熟，還只是處于在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究的階段，實(shí)際應(yīng)用的很少。

3、檢測(cè)技術(shù)。傳統(tǒng)的檢測(cè)工藝效果不好，技術(shù)落后。自動(dòng)化技術(shù)出現(xiàn)以后，機(jī)械設(shè)備自檢體系也逐漸被應(yīng)用，效果十分不錯(cuò)。作為機(jī)械自動(dòng)化行業(yè)一員，一定要緊跟行業(yè)發(fā)展的腳步，學(xué)習(xí)先進(jìn)的高科技知識(shí)，提高職業(yè)技能，積極使用新興的檢測(cè)技術(shù)。目前，較為常用的檢測(cè)技術(shù)有以下幾種：智能設(shè)備診斷技術(shù)與識(shí)別檢測(cè)技術(shù)。

四、自動(dòng)化在機(jī)械制造中的應(yīng)用前景

1、環(huán)?；?。環(huán)境污染、生態(tài)惡化，是全球共同面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題，一個(gè)有社會(huì)責(zé)任感的企業(yè)，要想有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，造福社會(huì)，就必須將環(huán)保問(wèn)題納入企業(yè)的發(fā)展理念中，做到生產(chǎn)綠色化，應(yīng)用綠色化，以促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2、可行化。目前，機(jī)械制造業(yè)最突出的問(wèn)題，就是怎樣利用一定的資源獲取最大的經(jīng)濟(jì)利益，這也是機(jī)械制造業(yè)最重要的目標(biāo)。當(dāng)前，雖然自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)廣泛推廣，但是其在我國(guó)機(jī)械制造化企業(yè)中的應(yīng)用率不是很高，主要表現(xiàn)為自動(dòng)化程度欠缺、設(shè)備不先進(jìn)、發(fā)展緩慢等等。由此，我國(guó)在工業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，一定要緊跟時(shí)代步伐，盡量趕上其他發(fā)達(dá)國(guó)家的步履，將自動(dòng)化和機(jī)械化進(jìn)行最大程度的結(jié)合，為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3、數(shù)據(jù)化。隨著信息時(shí)代的來(lái)臨，生產(chǎn)業(yè)逐漸由人工轉(zhuǎn)向智能化的發(fā)展，人腦功能也逐漸被研究、開(kāi)發(fā)，并將其應(yīng)用到機(jī)械生產(chǎn)中，大大提升了機(jī)械制造的生產(chǎn)效率與質(zhì)量，使得機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)朝著數(shù)據(jù)化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

在機(jī)械自動(dòng)化已經(jīng)普及全球的大背景下，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)面臨空前的挑戰(zhàn)，也是前所未有的機(jī)遇，另一方面，市場(chǎng)對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的需求越來(lái)越大，企業(yè)面臨著的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。在這樣的大環(huán)境下，機(jī)械制造企業(yè)必須認(rèn)清市場(chǎng)形勢(shì)，緊跟市場(chǎng)的步伐，認(rèn)真分析市場(chǎng)狀態(tài)，根據(jù)本企業(yè)實(shí)際情況合理將自動(dòng)化技術(shù)引入進(jìn)來(lái)，加以合理有效的利用，才能夠在最大程度上有效的推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為社會(huì)造福，為人類(lèi)造福。

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