電氣自動(dòng)化在機(jī)械工程中的應(yīng)用

李佳龍 鄭少林

通訊作者：李佳龍，1989年1月，男，漢族，浙江義烏人，就職于陜西凌云電器集團(tuán)有限公司，助理工程師，本科學(xué)歷。研究方向：電氣工程及自動(dòng)化。

摘 要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技穩(wěn)定發(fā)展的推動(dòng)下，自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)廣泛地融入機(jī)械技術(shù)中，并且能夠全面發(fā)揮自身的優(yōu)勢，為各項(xiàng)工作的有序進(jìn)行提供更多幫助。在具體的機(jī)械加工生產(chǎn)工作開展過程中，自動(dòng)化帶來的優(yōu)勢極為明顯，保證各項(xiàng)工作的有序進(jìn)行，使得加工工藝的技術(shù)水平不斷提升，促進(jìn)機(jī)械加工行業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;自動(dòng)化控制技術(shù);應(yīng)用;工藝

一、引言

毫不夸張地說，工業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級(jí)的過程中，有電的地方就有電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，影響機(jī)械工程的方方面面，有助于提高生產(chǎn)效率，降低資本成本消耗，對(duì)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益水平有著至關(guān)重要的作用，應(yīng)當(dāng)引起重點(diǎn)關(guān)注與支持，從而更好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)市場競爭挑戰(zhàn)[1]。

二、機(jī)械制造自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)

（一）操作更加便捷

在過去的機(jī)械生產(chǎn)中，機(jī)械設(shè)備操作步驟相對(duì)較為繁瑣，同時(shí)也需利用較多的人工實(shí)施具體操作，人性化設(shè)計(jì)層面相對(duì)匱乏，機(jī)械設(shè)備體積通常較大，操作工序極為復(fù)雜，甚至每個(gè)細(xì)節(jié)步驟均需一次繁瑣的操作方可呈現(xiàn)。而機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)就是把機(jī)械設(shè)備的諸多性能融合在一起，讓機(jī)械設(shè)備不但操作簡便，同時(shí)性能多樣化。在此加工流程中，機(jī)械制造引進(jìn)了計(jì)算機(jī)等處理設(shè)備及信息采集技術(shù)，對(duì)信息實(shí)施采集，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)加以處理，并輸入機(jī)械設(shè)備中，最后呈現(xiàn)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化加工及生產(chǎn)[2]。

（二）提高產(chǎn)品質(zhì)量

在過去的機(jī)械制造加工流程中，不但需要生產(chǎn)者對(duì)機(jī)械設(shè)備加以操作，同時(shí)還需要諸多質(zhì)監(jiān)者負(fù)責(zé)實(shí)施檢驗(yàn)工作。人工操作的穩(wěn)定性不好掌控，而且還時(shí)常發(fā)生操作失誤的狀況，對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量具有較大影響。而在機(jī)械制造業(yè)中引進(jìn)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)，不但能讓生產(chǎn)節(jié)奏均維持在一個(gè)水平上，而且持續(xù)時(shí)間較長，在實(shí)際制造期間幾乎不會(huì)存在波動(dòng)狀況，能使生產(chǎn)效率獲得一定保證，同時(shí)所制造的產(chǎn)品狀態(tài)更加穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)得到很大的提高。產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率提高在機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)下均可實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，這需要以健全的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)來做支撐，并且需對(duì)制造生產(chǎn)的綜合流程實(shí)施高效的管控，盡可能降低機(jī)械制造自動(dòng)化生產(chǎn)過程中的勞動(dòng)力成本[3]。

三、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與零部件生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用

（一）在綜合生產(chǎn)中發(fā)揮價(jià)值

自動(dòng)化技術(shù)是利用先進(jìn)的工程技術(shù)和先進(jìn)的控制理論為機(jī)械設(shè)計(jì)和制造提供了有效的技術(shù)保障。充滿新意的集成制造系統(tǒng)囊括了更多的硬件設(shè)備與軟件工程，保證理論與計(jì)算機(jī)、傳感器等設(shè)備的結(jié)合效果，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和能源信息的統(tǒng)一管理，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。在機(jī)器設(shè)計(jì)和制造過程中，需要一個(gè)單元協(xié)同優(yōu)化與設(shè)計(jì)，其中生產(chǎn)單元、開發(fā)單元與設(shè)計(jì)單元，要求工作人員根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)度，對(duì)生產(chǎn)周期進(jìn)行整合，減少生產(chǎn)研發(fā)周期與生產(chǎn)賜福，降低項(xiàng)目重復(fù)。其中集成系統(tǒng)也是機(jī)械生產(chǎn)與實(shí)際制造過程中的重要一環(huán)，自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用為系統(tǒng)完善提供了更多的支持。

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)系統(tǒng)的要求逐年增高，近年來，企業(yè)繼承系統(tǒng)均以自動(dòng)化技術(shù)為中心，作為企業(yè)基本運(yùn)作的前置條件，自動(dòng)化技術(shù)改變了機(jī)器設(shè)計(jì)與生產(chǎn)部件的基本結(jié)構(gòu)，結(jié)合生產(chǎn)過程中所需數(shù)據(jù)將其重設(shè)計(jì)，二次開發(fā)與處理，自動(dòng)化技術(shù)落實(shí)與生產(chǎn)制造過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，遵從每一個(gè)指令，最大化地保持著自動(dòng)化生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，充分保證著機(jī)械設(shè)計(jì)、制造中產(chǎn)品設(shè)計(jì)與零件質(zhì)量，甚至于它可以在任何場景中發(fā)揮固有的價(jià)值[4]。

（二）集成化方面的應(yīng)用

集成化主要建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，從而生產(chǎn)集成化控制系統(tǒng)體系，這樣有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工藝整體得到完善與優(yōu)化，把握各項(xiàng)加工生產(chǎn)現(xiàn)狀。與此同時(shí)，機(jī)械加工工藝中的集成化應(yīng)用體現(xiàn)在機(jī)械生產(chǎn)中的技術(shù)與經(jīng)營方面，其應(yīng)用范圍較為廣泛，但比較常見的就是食品外包裝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)，其能夠根據(jù)實(shí)際去修，通過集成化技術(shù)對(duì)外包裝進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，細(xì)致地完成各個(gè)環(huán)節(jié)生產(chǎn)。有關(guān)企業(yè)在運(yùn)用集成化技術(shù)的過程中，還可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，這樣可以有效實(shí)現(xiàn)技術(shù)的整合與創(chuàng)新，將內(nèi)外系統(tǒng)有效整合，從而可以根據(jù)外部市場需求，完成機(jī)械加工工藝的創(chuàng)新，保證自身企業(yè)的健康發(fā)展。

除此之外，在發(fā)展過程中還應(yīng)該建立相對(duì)較為完整的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并充分地利用企業(yè)新興技術(shù)，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)等，有效地將多種技術(shù)整合，不僅可以發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用的效果，同時(shí)可以為各項(xiàng)工作的順利進(jìn)行提供更多幫助，全面提高機(jī)械加工工藝的效果。而且針對(duì)現(xiàn)階段國內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，工作人員應(yīng)該注重分析，針對(duì)CAD/CAM/CIMS的工程方式，不斷創(chuàng)新自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，有效地將其機(jī)械生產(chǎn)整合，更加有效地開展生產(chǎn)工作[2]。

（三）電力機(jī)械

電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力機(jī)械工程中的應(yīng)用，是推動(dòng)各行各業(yè)發(fā)展的有力保障，提高了能源輸出的穩(wěn)定性、安全性，主要集中在控制系統(tǒng)領(lǐng)域。作為供電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的“大腦中樞”，控制系統(tǒng)應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)集載了更加全面的數(shù)據(jù)支持，包括供電系統(tǒng)其他部分的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并可自行整理、分析和保存，繼而以電信號(hào)的方式向各環(huán)節(jié)操作發(fā)出指令，保證其運(yùn)行效率。與此同時(shí)，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用嵌入到供電系統(tǒng)的變壓器中，可還對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)發(fā)出警報(bào)，提高了運(yùn)維人員對(duì)意外情況的反應(yīng)速度，并可基于相關(guān)數(shù)據(jù)支持，快速排查造成意外情況的原因，進(jìn)而采取有效的處置策略。因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力機(jī)械工程中的應(yīng)用至關(guān)重要，并且因著其本身行業(yè)屬性，為各行業(yè)輸出了穩(wěn)定的能源支持，對(duì)促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有積極作用，相關(guān)研究備受關(guān)注[4]。

（四）制造機(jī)械

我國作為生產(chǎn)制造大國，各種車床的裝備總量不斷增長，在工業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的今天，對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用亦是相當(dāng)重要。其中，刀具作為最為常見的切削工具，其生產(chǎn)制造系統(tǒng)較為復(fù)雜，包括選擇、鍛造、加工等，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的錯(cuò)誤，均可能影響其質(zhì)量。通過電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，從根本上改變刀具的生產(chǎn)制造模式，優(yōu)化加工工藝流程，尤其是在智能自動(dòng)化的加持下，使得整個(gè)過程可控，并且提升了產(chǎn)品精度，從而滿足車床運(yùn)用要求。同時(shí)，將模塊化技術(shù)應(yīng)用到道具加工機(jī)械設(shè)備中，通過自動(dòng)化與模塊化的結(jié)合，還有利于提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率。另外，電氣自動(dòng)化技術(shù)還可應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，提升其各個(gè)構(gòu)成零部件的性能水平，使之運(yùn)行在高度自動(dòng)化的狀態(tài)下，基于傳感器、診斷設(shè)備等，提高其工作精度和效率，且同步降低故障率，為之多元化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)[1]。

（五）應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)械工程和生產(chǎn)中起著重要的作用，在自動(dòng)化工程中充分保證生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性與效率，其中數(shù)控系統(tǒng)主要為數(shù)字中心、計(jì)算機(jī)設(shè)備與加工技術(shù)，這些技術(shù)的結(jié)合可以在實(shí)際企業(yè)生產(chǎn)制造過程中發(fā)揮最大價(jià)值，保證企業(yè)在更高維度實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品機(jī)械化生產(chǎn)，提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)可保證質(zhì)量更新。因此，企業(yè)需要對(duì)操作人員進(jìn)一步培訓(xùn)，這就能實(shí)現(xiàn)數(shù)字工程的質(zhì)量控制，減少因不良操作造成機(jī)械操作不當(dāng)引起的成本損失，加大操作人員對(duì)自身崗位重要性的認(rèn)識(shí)，保證嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真地工作態(tài)度。其中，在機(jī)械制造生產(chǎn)時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)大概作用于以下兩個(gè)方面。

1. 急停控制裝置

在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)期間，由于工作人員的失誤，或者是機(jī)械故障，急停裝置便會(huì)自動(dòng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，將機(jī)器叫停。它主要是針對(duì)沖壓工藝實(shí)施監(jiān)測，一旦急?？刂蒲b置檢測出異常，便會(huì)立即對(duì)機(jī)器加以控制，以極大程度的保障沖壓工藝流程的安全。

2. 安全防護(hù)門

與急停裝置相配套使用，在急停裝置啟動(dòng)后，警報(bào)器會(huì)提醒工作人員撤離到安全區(qū)域，此時(shí)防護(hù)門關(guān)閉，待到急停裝置完全啟動(dòng)，并成功將裝置停下來后，安全防護(hù)門才會(huì)開啟，讓工作人員入內(nèi)檢查故障原因[3]。

四、結(jié)束語

總而言之，在機(jī)械加工行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的背景下，自動(dòng)化控制技術(shù)的水平正在不斷提升，能夠廣泛地融入各個(gè)領(lǐng)域，并有效發(fā)揮自身的優(yōu)勢。因此，機(jī)械加工企業(yè)應(yīng)該深刻意識(shí)到自動(dòng)化控制技術(shù)在促進(jìn)企業(yè)發(fā)展中應(yīng)用的效果，并有效將其與其他新興技術(shù)整合，這有利于輔助機(jī)械生產(chǎn)，并最大化發(fā)揮自動(dòng)化控制技術(shù)的效果。

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