機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景

梁昊天 江波

摘要：機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少經(jīng)濟(jì)投入，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)技術(shù)水平，促進(jìn)新技術(shù)的連續(xù)生產(chǎn)。它的開發(fā)和應(yīng)用受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。但在我國(guó)還處于起步階段，在機(jī)械領(lǐng)域的有效應(yīng)用是我國(guó)機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展的重要方向。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造;機(jī)械自動(dòng)化;發(fā)展

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)主要是借助現(xiàn)代化科技，驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，但人仍然為設(shè)備操縱的主體，承擔(dān)著對(duì)機(jī)械設(shè)備發(fā)布控制指令、指揮機(jī)械設(shè)備依據(jù)指令內(nèi)容運(yùn)作的責(zé)任?；诖?，對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的深度應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)一步探索非常必要。

1機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的概述

1.1概念

自動(dòng)化又可稱之為Automation，主要指在沒有智能主體干預(yù)的情況下，機(jī)動(dòng)器件或裝配件依據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序、指揮命令，自行調(diào)控、操縱的過程。而機(jī)械自動(dòng)化是機(jī)動(dòng)器件自己運(yùn)動(dòng)研究體系的一個(gè)分支，出現(xiàn)時(shí)間較早，最早可追溯至魯班制作飛鳥，主要指機(jī)動(dòng)器件、裝配安置件利用機(jī)械方式達(dá)到自發(fā)操控目的的一個(gè)過程。

1.2組成

從機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的可控功能效用入手，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)包括程序件、作用件、制定件、控制件、傳感件幾個(gè)部分[1]。其中程序件主要承擔(dān)機(jī)械系統(tǒng)工作內(nèi)容決策者以及生產(chǎn)率提升渠道拓展者;作用件主要是面向具體工作領(lǐng)域，為運(yùn)動(dòng)力量提供支持，可以為機(jī)械系統(tǒng)自發(fā)完成預(yù)先設(shè)定功能效用提供驅(qū)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)其他能量向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。一般在機(jī)動(dòng)器件自己主動(dòng)操縱、運(yùn)行系統(tǒng)中僅需一作用件，而復(fù)雜度處于較高水平的機(jī)動(dòng)器件自己主動(dòng)操縱、運(yùn)行系統(tǒng)則需多個(gè)作用件;制定件主要是通過與傳感件聯(lián)系，對(duì)其所感應(yīng)收集信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步處理，并根據(jù)相關(guān)結(jié)果給出可傳輸至作用件的反饋指示命令符;控制件主要是針對(duì)作用件運(yùn)行需求，進(jìn)行調(diào)節(jié)單元的實(shí)時(shí)選擇;傳感件主要是依托傳感器，對(duì)機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)每一個(gè)負(fù)責(zé)作業(yè)執(zhí)行的元件狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)記錄。

1.3意義

在短短幾十年的時(shí)間內(nèi)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展極大地提高了人們的生活質(zhì)量。機(jī)械制造業(yè)作為國(guó)家制造業(yè)的重要組成部分，在現(xiàn)階段受到挑戰(zhàn)越來越大，我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)水平與國(guó)際制造業(yè)水平相比還存在著一定的差距。機(jī)械工程制造業(yè)與工業(yè)聯(lián)系緊密，工業(yè)是提高我國(guó)國(guó)際地位的重要推動(dòng)力，目前，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用已經(jīng)引起了大部分生產(chǎn)廠家的關(guān)注，已意識(shí)到對(duì)機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行研究的重要性。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中有效應(yīng)用可以提高我國(guó)機(jī)械制造的生產(chǎn)效率，對(duì)我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)水平的提高具有推動(dòng)作用。目前，大多數(shù)的機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開始將智能化系統(tǒng)與機(jī)械工程自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用，使制造產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)能力顯著提高，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1自動(dòng)化的信息流

包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助制造，計(jì)算機(jī)輔助過程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是指使用計(jì)算機(jī)圖形設(shè)備使設(shè)計(jì)師能夠執(zhí)行機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)。計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM-計(jì)算機(jī)輔助制造）是計(jì)算機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)過程或系統(tǒng)中的應(yīng)用。核心技術(shù)是對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)的引用，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造之間的關(guān)聯(lián)，提高了計(jì)算機(jī)編程的效率，同時(shí)優(yōu)化了自動(dòng)化流程的設(shè)計(jì)，保證在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)等可以進(jìn)行良好的保存。

2.2自動(dòng)化的物流供輸系統(tǒng)

機(jī)械制造過程需要大量原材料，并且成品必須按時(shí)交付到指定地點(diǎn)。只有這樣，才能有效地確保整個(gè)制造過程的平穩(wěn)性和機(jī)械制造的連續(xù)性，而這需要一整套設(shè)備。它由一個(gè)自動(dòng)化的物流系統(tǒng)來保證，包括一個(gè)獨(dú)立的自動(dòng)設(shè)備、一個(gè)自動(dòng)輸出系統(tǒng)等。

2.3自動(dòng)化的加工系統(tǒng)

在生產(chǎn)過程中發(fā)生一系列重復(fù)勞動(dòng)的情況下，可以用自動(dòng)化處理系統(tǒng)完成，減少了操作人員的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)也會(huì)降低生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的誤差和錯(cuò)失，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

2.4自動(dòng)化的裝配系統(tǒng)

機(jī)械由不同的零件組成，零件可以按照一定的順序和技術(shù)要求進(jìn)行組裝以獲得最終產(chǎn)品，并且可以使用自動(dòng)組裝系統(tǒng)完成此過程。有效提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，而不是手工組裝，大大減少了手工錯(cuò)誤的影響，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間，并確保了產(chǎn)品質(zhì)量，這是機(jī)械自動(dòng)化中非常重要的環(huán)節(jié)。

2.5自動(dòng)化的檢測(cè)過程

隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)精度的要求不斷提高，在機(jī)械制造過程中使用的精密零件的數(shù)量也在不斷增加，產(chǎn)品質(zhì)量檢查的難度也在增加。傳統(tǒng)的手動(dòng)方法使其難以執(zhí)行高精度檢測(cè)。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可以有效解決這一問題，準(zhǔn)確檢測(cè)機(jī)械生產(chǎn)中的所有環(huán)節(jié)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

3機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景

3.1更加注重實(shí)用性

在未來的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中，需要的是對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求進(jìn)行綜合考量，還要根據(jù)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)需求來進(jìn)行研發(fā)，只有這樣才能夠使企業(yè)效益最大化。發(fā)展過程中一定要樹立正確的方向，使機(jī)械自動(dòng)化朝著更加綠色化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。

3.2更加綠色化

目前我國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家，資源緊缺已經(jīng)成為一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。要降低資源短缺對(duì)我國(guó)造成的威脅，就要注意節(jié)約資源。一直以來，機(jī)械自動(dòng)化是一個(gè)高能源耗費(fèi)的行業(yè)，盡管機(jī)械自動(dòng)化為國(guó)家和企業(yè)帶來了不菲的財(cái)富，給人民的生活帶來了便利，但以破壞、污染環(huán)境為代價(jià)，巨大的環(huán)境污染不可避免。顯然，我國(guó)已經(jīng)意識(shí)到了這樣的問題，目前已在極力改善，在未來機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展中，也會(huì)把保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源放在首位，爭(zhēng)取做到用最少的能源消耗來實(shí)現(xiàn)利益的最大化。例如，適當(dāng)借鑒其他國(guó)家的優(yōu)秀技術(shù)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改造，達(dá)到低能耗、高收益的發(fā)展目標(biāo)。

3.3小體積

現(xiàn)今時(shí)代應(yīng)用較為普遍的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)支撐下的產(chǎn)品大體積特性較為突出，僅可滿足建筑業(yè)、汽車業(yè)、農(nóng)業(yè)等對(duì)產(chǎn)品體積要求不很嚴(yán)苛的領(lǐng)域，無法滿足信息、軍事、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域要求?；诖?，在未來機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展過程中，應(yīng)逐步突破體積方面的瓶頸，以微型機(jī)械自動(dòng)化的形式滿足更多行業(yè)需求。

3.4虛擬化

隨著不同類型機(jī)械制作工藝與模型構(gòu)建技術(shù)、仿真技術(shù)的深層次融合，功能更加完善的虛擬化機(jī)械自動(dòng)設(shè)備將陸續(xù)出現(xiàn)。虛擬化機(jī)械自動(dòng)設(shè)備可以集中匯總、處理不同類型生產(chǎn)階段涉及信息，在機(jī)器學(xué)習(xí)的再學(xué)習(xí)機(jī)制支持下，可以解決機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)階段存在的各種類型問題，最大限度滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。

3.5成本更低且效率更高

大數(shù)據(jù)下機(jī)械自動(dòng)化帶來的高收益、高效率被越來越多的企業(yè)所關(guān)注。因此，很多企業(yè)盲目地在機(jī)械自動(dòng)化上投入大筆的資金，但這并不能帶來更多的效益，反而不利于機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展。機(jī)械自動(dòng)化需要朝著成本低、效益高的方向，才能夠發(fā)展得更加持續(xù)穩(wěn)定，可以通過借鑒西方國(guó)家大數(shù)據(jù)下機(jī)械自動(dòng)發(fā)展模式，吸取經(jīng)驗(yàn)，再根據(jù)我國(guó)國(guó)情和企業(yè)的發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。這樣才能避免企業(yè)資金的浪費(fèi)，也能夠降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。大多數(shù)機(jī)械制造企業(yè)都有很多的通用設(shè)備，在機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展中可以將這些設(shè)備利用起來，加以大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。不是要將這些設(shè)備通通摒棄，重新購買新的設(shè)備，這樣只會(huì)增加產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，而是在舊設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，這樣的方式也最能夠體現(xiàn)投資少、收益快和見效快。

4結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的研究時(shí)，需要找到符合企業(yè)條件的方法，結(jié)合制造業(yè)目前的發(fā)展形勢(shì)建立有效的發(fā)展計(jì)劃，促進(jìn)制造企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)的研發(fā)，促進(jìn)中國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王德倫.探索機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展前景[J].幸福生活指南，2019，000（031）：P.1-1.

[2]王新華.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展前景探索[J].輕松學(xué)電腦，2019，000（028）：P.1-1.

作者簡(jiǎn)介：梁昊天， 男，浙江杭州人，研究方向：機(jī)械工程

作者簡(jiǎn)介：江波， 男，吉林省樺甸人，研究方向：機(jī)械工程