淺談自動化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用及發(fā)展

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械化自動化技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中扮演的角色越來越重要，尤其是現(xiàn)如今機(jī)械制造技術(shù)的不斷智能化、集成化的基礎(chǔ)上，自動化和機(jī)械化的關(guān)系越來越密切，繼承度越來越高?；谶@種現(xiàn)狀下本文針對自動化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用和發(fā)展展開論述，希望研究成果能夠給相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展研究提供可參考的資料，做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動化技術(shù);高度集成化;智能化

中圖分類號：TH1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0186-02

1 ?機(jī)械制造自動化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

自動化在機(jī)械生產(chǎn)中的特定應(yīng)用源于控制系統(tǒng)的控制理論，該理論是自動化理論的基礎(chǔ)，它可以向控制系統(tǒng)的動作部分提供反饋，從而使機(jī)械生產(chǎn)可以正常運(yùn)行。自動根據(jù)系統(tǒng)的預(yù)定義功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)的自動化和精密化。下面介紹自動化技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域的具體應(yīng)用。

1.1 信息資源自動化

信息自動化的內(nèi)容主要有工藝輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理等。其中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是借助計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步對于機(jī)械零件的繪制和設(shè)計(jì)過程，在加工過程輔助設(shè)計(jì)的概念是通過關(guān)聯(lián)來提高生產(chǎn)效率之前，以具體和直觀的方式描述加工對象。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造進(jìn)行處理經(jīng)過進(jìn)一步的分析，為計(jì)算機(jī)輔助制造加工過程提供了具體的準(zhǔn)備方法，這是一種數(shù)控技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)更方便地進(jìn)行加工，以實(shí)現(xiàn)對加工的精確控制和基于產(chǎn)品的數(shù)據(jù)庫管理。該名稱主要是一種管理類型。管理可能與整個(gè)生產(chǎn)過程相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)和其他數(shù)據(jù)，并提供統(tǒng)計(jì)信息和管理，以方便將來的工作回顧、借鑒和引用。

1.2 生產(chǎn)自動化

生產(chǎn)自動化是指在生產(chǎn)加工產(chǎn)品的過程中使用自動化技術(shù)代替人力勞動，通過機(jī)械組件的自動化裝卸的方式，還能有效增加工作效率、降低人為誤差、如果這種類型的自動化沒有失敗，則可以節(jié)省生產(chǎn)成本。就可以反復(fù)循環(huán)使用，還能增強(qiáng)產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.3 資源運(yùn)送自動化

資源傳輸?shù)淖詣踊峭ㄟ^獨(dú)立的自動化設(shè)備，自動化傳送設(shè)備和自動化軟件組件的協(xié)作來實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)系統(tǒng)可以真正意義上實(shí)現(xiàn)將資源自動運(yùn)送到工作地點(diǎn)，減少以往人力運(yùn)輸成本和時(shí)間，有效提高工作效率和自動化程度。 手動與機(jī)器合作不僅僅可以運(yùn)送，通過程序設(shè)計(jì)，還能進(jìn)行語言表達(dá)等，自動識別方向，很明顯能夠減少人力勞動，提高工作效率，資源運(yùn)輸自動化越來越受到歡迎。

1.4 檢測自動化

由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，引入了越來越多的新材料和新部件，以及具有真正加工功能的特殊功能。手動檢測到的頁面也會增加，無法滿足現(xiàn)代需求，自動化的檢測技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。

2 ?自動化技術(shù)在機(jī)械制造中的具體應(yīng)用

2.1 集成化應(yīng)用

機(jī)械自動化技術(shù)是一多學(xué)科、應(yīng)用普遍廣泛的學(xué)科技術(shù)，也是系統(tǒng)工程的一種表現(xiàn)方式。從組成成分來看，構(gòu)成機(jī)械自動化技術(shù)的內(nèi)容主要有：

①程序單元：主要作用是有效解決整個(gè)制造系統(tǒng)中“做什么”和“怎樣做”部分的有關(guān)問題，是整個(gè)機(jī)械自動化系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)組成部分。

②傳感單元：主要的作用是完成對整個(gè)控制系統(tǒng)工作實(shí)時(shí)狀態(tài)及工作性能參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測工作，是系統(tǒng)中的基礎(chǔ)組成部分。

③作用單元：主要作用是實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的能量施加，以及定位目標(biāo)任務(wù)，是整個(gè)系統(tǒng)中前期的組成部分。

④制定單元：主要作用是整理分析、對比傳感單元傳輸出的參數(shù)信息，進(jìn)一步做出判斷，發(fā)出相應(yīng)的信號，控制動作。是整個(gè)機(jī)械自動系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的核心組成部分。

⑤控制單元：主要作用是制定工作單元，并根據(jù)信息對其中的動作進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，是整個(gè)機(jī)械自動化系統(tǒng)中的后勤保障單元，對機(jī)械制造中機(jī)械自動化應(yīng)用的順利開展具有重要作用。

集成自動化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用主要采用系統(tǒng)工程理論和信息技術(shù)的方法來優(yōu)化組織的整體生產(chǎn)過程，并通過多種方法促進(jìn)適度的自動化。例如績效改善和流程重組機(jī)構(gòu)以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫。在信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的支持下，機(jī)器制造組織和管理活動的各個(gè)要素已完全集成到有機(jī)物中，從而實(shí)現(xiàn)了以人為本的靈活機(jī)器生產(chǎn)。自動化和相關(guān)技術(shù)的集成應(yīng)用對于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，新產(chǎn)品質(zhì)量的降低和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.2 柔性自動化的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，產(chǎn)生了“柔性自動化技術(shù)”。采用“柔性自動化技術(shù)”的工廠不只是能夠自動的“做”，而且加工目標(biāo)確定后，就知道應(yīng)該要做的步驟和方法。柔性自動化技術(shù)根據(jù)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生，是產(chǎn)品加速更新主要手段。采用柔性自動化技術(shù)，不僅能夠提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強(qiáng)度，還能提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短制造周期和交貨期、大幅度降低成本，因而是各國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重要趨勢。

2.3 智能化應(yīng)用

現(xiàn)代機(jī)械制造智能化主要在以下四個(gè)方面進(jìn)行了提升：一是智能化，在機(jī)械制造的整個(gè)工作周期過程中，不需要人類一步一步設(shè)計(jì)機(jī)械制造等具體方案，而是由智能系統(tǒng)自動完成，以此來提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量;二是自動化，自動化則是指在機(jī)械制造的加工生產(chǎn)過程中，能夠使結(jié)構(gòu)模式自動生成，生產(chǎn)過程的聯(lián)動性得到有效提高，因此生產(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳動機(jī)械制造模式;三是多功能化，是模塊化設(shè)計(jì)機(jī)械制造單元，即每個(gè)模塊均可單獨(dú)存在運(yùn)行，系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)要求對模塊進(jìn)行組合調(diào)整，從而降低制造成本，擴(kuò)大產(chǎn)品種類;四是集成化，集成化是指在生產(chǎn)制造過程中，將工作中所需的全部子系統(tǒng)進(jìn)行組裝集成，所有的工作都在這條集成系統(tǒng)中完成。

3 ?改善機(jī)械工程自動化技術(shù)的措施

3.1 掌握機(jī)械自動化未來發(fā)展趨勢

當(dāng)前，機(jī)械制造技術(shù)在我國發(fā)展很快，但是與其他發(fā)達(dá)國家的制造水平相比還是有所差距，我們還處于中低階層，具有很大的發(fā)展空間。對于現(xiàn)狀與國情相結(jié)合，機(jī)械自動化技術(shù)的發(fā)展要以企業(yè)的生產(chǎn)、發(fā)展的現(xiàn)實(shí)狀況和當(dāng)前以及未來的市場需求為前提，以“技術(shù)是生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿Α睘橹笇?dǎo)，大力支持技術(shù)創(chuàng)新，而不是小技術(shù)投入，提高產(chǎn)業(yè)鏈效率。因?yàn)槟壳埃袊淖詣踊妥詣由a(chǎn)線已經(jīng)盲目改進(jìn)。使生產(chǎn)效率低下，生產(chǎn)成品質(zhì)量沒保障。這就造成了經(jīng)濟(jì)效益停滯不增，人力、物力與財(cái)力大大浪費(fèi)。要搞好自動化產(chǎn)業(yè)就要做到效率質(zhì)量、效益的和諧統(tǒng)一，對市場經(jīng)濟(jì)體制下的各種因素綜合考慮，只有這樣我們才能達(dá)到發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù)的目標(biāo)。

3.2 鼓勵(lì)機(jī)械自動化技術(shù)發(fā)展

作為中國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，機(jī)械制造是中國經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的重要組成部分。機(jī)械自動化的發(fā)展是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的決定性因素之一，它的先進(jìn)程度決定了國家工業(yè)的發(fā)展。所以我們要大力鼓勵(lì)機(jī)械自動化的技術(shù)發(fā)展對于中國機(jī)械制造業(yè)企業(yè)的設(shè)備來說，必須大力發(fā)展自動化技術(shù)，以現(xiàn)有設(shè)備為基石，重塑機(jī)床并利用管理優(yōu)勢。全自動電子計(jì)算機(jī)充分重視公司的創(chuàng)造力，共同創(chuàng)建和建立獨(dú)立的單位生產(chǎn)體系?！耙匀藶楸竞妥詣踊男畔ⅰ?。

3.3 合理地使用機(jī)械自動化技術(shù)

中國機(jī)械制造業(yè)與其他先進(jìn)國家的發(fā)展水平存在階段性差距。面對這種情況，我國若要對機(jī)械自動化的所有企業(yè)都普遍使用電子計(jì)算機(jī)集成制造的高度自動化系統(tǒng)，就要有過硬的基礎(chǔ)技術(shù)和相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)以及大量資金，然而，我國的條件是有限的，用于切割和大量生產(chǎn)類似產(chǎn)品的自動化設(shè)備仍在使用半自動機(jī)床、自動機(jī)床、模塊化機(jī)床以及自動生產(chǎn)線和加工設(shè)備進(jìn)行加工。旋轉(zhuǎn)部分由相同的部分組成。自動化生產(chǎn)線主要是在改變現(xiàn)狀時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際工作和實(shí)際情況，在制造、鑄造、鍛造、焊接、沖壓、熱處理和裝配過程中使用獨(dú)立的全自動制造方法?？赡艽送?，對于更多樣化的生產(chǎn)過程，您可以考慮使用快速適應(yīng)的設(shè)備來創(chuàng)建一致的工作流程。可以從技術(shù)、群體和人力的普及角度解決單件和小件生產(chǎn)中的問題，并據(jù)此開發(fā)數(shù)控機(jī)床或加工中心的應(yīng)用。在過去的幾十年中，制造系統(tǒng)正經(jīng)歷著從原始的能源驅(qū)動型到數(shù)據(jù)驅(qū)動型的巨大轉(zhuǎn)變，這也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求，是社會發(fā)展必然的結(jié)果。

4 ?自動化技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展

4.1 高度集成化

對比以往的集成化，要想自動化技術(shù)在機(jī)械制造中發(fā)揮更大的作用，需要將自動化技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際更大的機(jī)器生產(chǎn)范圍，需要生產(chǎn)技術(shù)的高度集成。對我們來說，集成是一種高級生產(chǎn)模式，它可以以給定序列執(zhí)行的形式創(chuàng)建廣泛的生產(chǎn)內(nèi)容，集成生產(chǎn)和生產(chǎn)任務(wù)，并在基于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的完整機(jī)械生產(chǎn)。它分為生產(chǎn)自動化、信息自動化、管理自動化等自動化，以使子系統(tǒng)之間具有更高的互操作性，從而形成了一組高度集成的機(jī)械生產(chǎn)自動化。

4.2 高度智能化

智能化的機(jī)械制造系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用在機(jī)械制造之中，但是應(yīng)用還不夠徹底和廣泛，智能化的機(jī)械和機(jī)械工程專家共同組成的人機(jī)一體化機(jī)械制造智能系統(tǒng)是未來智能化的具體發(fā)展方向。這種智能系統(tǒng)在機(jī)械生產(chǎn)制造的實(shí)踐中能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)的交流和活動，如邏輯分析推理、命題判斷、工藝構(gòu)思等。其優(yōu)點(diǎn)在于智能化系統(tǒng)中“機(jī)械智能”，因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)的良好的工作界面促使生產(chǎn)制造過程中能夠順利實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流和互動。除此之外，機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中應(yīng)用模塊化的方法可以實(shí)現(xiàn)較大的可協(xié)調(diào)性和適應(yīng)性能;有利于生產(chǎn)人員進(jìn)行智能化制造更加高效;有利于企業(yè)或社會進(jìn)行更加充分的協(xié)作和競爭;有利于減少環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等。

4.3 柔性自動化

雖然柔性自動化在機(jī)械自動化生產(chǎn)過程中有所體現(xiàn)，但是要想現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)在當(dāng)今的發(fā)展中增強(qiáng)生命力，就要提高企業(yè)在市場上的應(yīng)變能力，提高靈活性，能夠快速的反饋客戶的意見，并且及時(shí)加以改進(jìn)，要想做到上述要求就必須根據(jù)市場需要改善內(nèi)部硬件以適應(yīng)和滿足目標(biāo)或調(diào)整產(chǎn)品原始結(jié)構(gòu)，更改機(jī)械生產(chǎn)類型等的內(nèi)部和外部環(huán)境，在此過程中，機(jī)械生產(chǎn)的柔性自動化起著非常重要的作用。自動化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，以創(chuàng)建具有自動化功能的靈活的人機(jī)界面和管理系統(tǒng)，將有助于提高收益和利潤，保障工作的正常進(jìn)行。而將來的柔性自動化系統(tǒng)也不是徹底的自動化，其中不能缺少普通設(shè)備，目前或者不久的將來也只是在個(gè)別環(huán)節(jié)上進(jìn)行人為介入，進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械制造的高效進(jìn)行。柔性自動化的使用可以更好的滿足市場的需求，提高企業(yè)在市場中的競爭力，企業(yè)對柔性自動化的應(yīng)用能夠拉近機(jī)械設(shè)置、機(jī)械生產(chǎn)、機(jī)械制造之間的關(guān)系，也能促進(jìn)高度的集成化，在未來的發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。

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作者簡介：雷帥（1984-），男，河南鞏義人，講師，研究方向?yàn)閿?shù)控、電氣自動化。