自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用探討

賓坤 韋一飛 許洪銘 易靈 朱金原

【摘 要】現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)制造工藝流程中，對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來(lái)越高，同時(shí)在機(jī)械尺寸精度的測(cè)量及把關(guān)上更阿基嚴(yán)格，這對(duì)機(jī)械制造行業(yè)技術(shù)人員要求大大提高。在信息化時(shí)代，為適應(yīng)當(dāng)前機(jī)械制造行業(yè)的要求，升級(jí)機(jī)械制造技術(shù)成為當(dāng)前機(jī)械領(lǐng)域最為關(guān)注的話題。研究中以自動(dòng)化技術(shù)為研究重點(diǎn)，分別介紹了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的理論概念，并對(duì)其在機(jī)械制造中的應(yīng)用進(jìn)行分析，又以案例分析法，列舉了檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造系統(tǒng)中的應(yīng)用，為相關(guān)領(lǐng)域人才提供理論支撐。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造；自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用

從目前國(guó)際機(jī)械領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的大環(huán)境分析，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)推陳革新，逐步替代了原有的技術(shù)形式，為機(jī)械設(shè)備制造業(yè)的蓬勃發(fā)展注入新動(dòng)力。在我國(guó)，作為制造大國(guó)，制造業(yè)工作效率，是整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)走向的重要關(guān)注點(diǎn)，也是以?xún)?yōu)化研究結(jié)構(gòu)、節(jié)約研究成本為主的相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新的最終目的。因此在新型高精度機(jī)械制造儀器出現(xiàn)的過(guò)程中，例如精密的機(jī)械檢測(cè)儀器，其生產(chǎn)與加工的難度逐步提高，而我國(guó)針對(duì)高密度、高精度的機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)與制造依然存在進(jìn)口的情況，所以，發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)成為機(jī)械領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)與創(chuàng)新的重中之重。

一、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)概念及組成分析

（一）機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)概念

自動(dòng)化技術(shù)是針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，從接受數(shù)據(jù)指令到完成產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程、全自動(dòng)操作，是一種連續(xù)性的機(jī)械作業(yè)形式，使得機(jī)械產(chǎn)品的制造高效化。自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)λ枨蟮纳a(chǎn)原料進(jìn)行快速的篩選與選擇，保證供料的及時(shí)，提升整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的效率，促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)的安全性。從自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析，其能夠大大提升機(jī)械產(chǎn)品制造的效率，同時(shí)能夠加強(qiáng)對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品尺寸等參數(shù)的精度要求，合理控制產(chǎn)品生產(chǎn)周期，節(jié)約使用資源；同時(shí)，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠大量的減少投入的人力和物力，改善作業(yè)環(huán)境，并能夠通過(guò)控制作業(yè)成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展是機(jī)械行業(yè)發(fā)展的新方向、新目標(biāo)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)資源可控及可量化的重要途徑。

（二）機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的組成分析

自動(dòng)化系統(tǒng)主要是由各子系統(tǒng)組成，包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)信息的傳輸、信號(hào)的反饋、處理單元、信號(hào)輸出單元等，并結(jié)合自我診斷系統(tǒng)和自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)處理的精確。各個(gè)系統(tǒng)模塊之間協(xié)調(diào)配合，對(duì)不同機(jī)械產(chǎn)品的信息數(shù)據(jù)及制作精確度信號(hào)進(jìn)行有效收集，針對(duì)不同信息模塊，定性或定量的方式確定自動(dòng)化處理信息的不同表現(xiàn)形式。為了維持自動(dòng)化系統(tǒng)在作業(yè)過(guò)程中的精確度，應(yīng)配置專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控和系統(tǒng)的維護(hù)，將數(shù)據(jù)信息的收集、分析與傳輸流程規(guī)范化。

（三）機(jī)械自動(dòng)化數(shù)學(xué)模型

機(jī)械自動(dòng)化硬件基礎(chǔ)部件為傳感器，其主要以信號(hào)輸入和輸出為主，適應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)的波動(dòng)形式，并結(jié)合機(jī)械運(yùn)動(dòng)的慣性，從而針對(duì)系統(tǒng)傳輸，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)信息進(jìn)行全程跟蹤。在自動(dòng)化數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的過(guò)程中，其標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)主要是指線性狀態(tài)，并根據(jù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，做出對(duì)應(yīng)的線性信號(hào)輸出，并在既定的范圍內(nèi)開(kāi)展有效的數(shù)據(jù)分析和聯(lián)系。其次在自動(dòng)化系統(tǒng)正常工作的過(guò)程中，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的疊加性和頻率保持性。

二、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

（一）集成化應(yīng)用分析

信息集成化在機(jī)械制造行業(yè)中的體現(xiàn)較為明顯，主要結(jié)合信息技術(shù)的使用，將帶有經(jīng)營(yíng)技術(shù)和功能化的集成化信息系統(tǒng)進(jìn)行整合分析，在企業(yè)機(jī)械制造業(yè)務(wù)發(fā)展的全過(guò)程中，對(duì)整體的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化分析，并全面實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)管理體制的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。在機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，將機(jī)械制造企業(yè)的信息化管理類(lèi)內(nèi)容進(jìn)行整合，提升整體應(yīng)用技術(shù)的合理化創(chuàng)新，并且可以結(jié)合機(jī)械數(shù)控技術(shù)，將制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及理論內(nèi)容進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)整體性的優(yōu)化。目前，在自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，主要結(jié)合CAD/CAM為主，實(shí)現(xiàn)了CIMS工程應(yīng)用方式，并且在機(jī)械制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境下，自動(dòng)化技術(shù)必將成為技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)內(nèi)容。

（二）柔性化應(yīng)用分析

在機(jī)械制造業(yè)發(fā)展得過(guò)程中，有效的融合外界環(huán)境，創(chuàng)新制造技術(shù)，成為當(dāng)前柔性化應(yīng)用的主要內(nèi)容。融合外界環(huán)境，才能夠適應(yīng)自身技術(shù)創(chuàng)新的過(guò)程中的變化，以外部市場(chǎng)環(huán)境的變化為基礎(chǔ)，在采購(gòu)及銷(xiāo)售環(huán)節(jié)，及時(shí)分析客戶需求，并統(tǒng)計(jì)和分析對(duì)產(chǎn)品外觀、功能及使用效率等方面存在的主要問(wèn)題，并通過(guò)合理化的柔性管理模型的建立，與自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)相匹配，設(shè)計(jì)一種“以人為本”的人機(jī)交互界面，并構(gòu)建產(chǎn)品制造信息系統(tǒng)的柔性管理模式，提升以計(jì)算機(jī)為技術(shù)基礎(chǔ)的工作效益的最大化創(chuàng)新發(fā)展。

（三）智能化應(yīng)用分析

自動(dòng)化技術(shù)的根本融合了機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)體系，構(gòu)建了以人工智能為主的系統(tǒng)工程，并結(jié)合多項(xiàng)技術(shù)的交互融合，提升專(zhuān)家顧問(wèn)系統(tǒng)的發(fā)展，并結(jié)合智能機(jī)械技術(shù)，實(shí)現(xiàn)融合多元化智能化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于人工智能為主的專(zhuān)家模擬系統(tǒng)，在機(jī)械制造專(zhuān)家化運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，結(jié)合智能化技術(shù)，將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及智能化控制的程序化結(jié)合起來(lái)，營(yíng)造適宜機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的穩(wěn)定環(huán)境。在智能化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，以智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并根據(jù)最優(yōu)化理論，確保整體系統(tǒng)運(yùn)行的安全與高效。

（四）自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用——以檢測(cè)系統(tǒng)為例

1.檢測(cè)技術(shù)

檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造系統(tǒng)中，主要指的是機(jī)械產(chǎn)品的出廠質(zhì)量、質(zhì)量控制參數(shù)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，例如傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將現(xiàn)代化的技術(shù)內(nèi)容與產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)化分析，從而提升機(jī)械產(chǎn)品自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的逐步發(fā)展。如果在機(jī)械制造系統(tǒng)出出現(xiàn)誤差，那么會(huì)影響到整個(gè)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用功能。

2.利用自動(dòng)化技術(shù)檢測(cè)測(cè)量裝置

在自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到檢測(cè)測(cè)量裝置的過(guò)程中，主要可以分為直接測(cè)量裝置和間接分布測(cè)量裝置，在整個(gè)的測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)按照測(cè)量裝置的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合整體硬件設(shè)備的尺寸和型號(hào)等，對(duì)參數(shù)進(jìn)行規(guī)范化分析，這樣才能夠在自動(dòng)化檢測(cè)的過(guò)程中形成標(biāo)準(zhǔn)，方便日后的檢測(cè)作業(yè)。

直接測(cè)量裝置，是以檢測(cè)對(duì)象為主，將機(jī)械設(shè)備進(jìn)行分類(lèi)標(biāo)識(shí)，通?？梢苑譃榭仔捅砻嫜b置、外圓型表面裝置、平面測(cè)量表面裝置等，基于不同的表面特征，可以結(jié)合組成部件的不同，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量裝置單觸點(diǎn)測(cè)量、傳感器和量頭等設(shè)備的合理化應(yīng)用。間接測(cè)量裝置，是根據(jù)機(jī)械生產(chǎn)活動(dòng)中構(gòu)件的尺寸和預(yù)先設(shè)定的程序等，對(duì)構(gòu)件的尺寸結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)合理化資源的配置。

3.刀具控制系統(tǒng)

刀具控制系統(tǒng)是根據(jù)已經(jīng)加工的外表結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)式加工，并結(jié)合刀具使用頻率，加強(qiáng)對(duì)刀具尺寸、控制裝置等的合理應(yīng)用，對(duì)裝置的工件尺寸的變化進(jìn)行可控化調(diào)節(jié)，并結(jié)合尺寸的變化完善刀具控制系統(tǒng)功能。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在機(jī)械制造領(lǐng)域中，對(duì)各項(xiàng)新技術(shù)進(jìn)行推廣應(yīng)用，能夠極大的加快生產(chǎn)效率，并為解決實(shí)際問(wèn)題提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和理論。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，不僅提升了機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)對(duì)加強(qiáng)作業(yè)規(guī)范化、突出自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。從宏觀的角度進(jìn)行分析，如何在機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域中合理規(guī)劃技術(shù)創(chuàng)新性，加大機(jī)械生產(chǎn)效率成為當(dāng)前機(jī)械行業(yè)的標(biāo)識(shí)?；诖?，本文首先對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)概念進(jìn)行分析，提出了基于智能化、柔性化等應(yīng)用技術(shù)，并以檢測(cè)測(cè)量裝置為例，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)行擴(kuò)展。

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