機(jī)械制造業(yè)中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探析

劉江　崔晶洋

摘 要：主要研究機(jī)械制造中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，探討了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展概況和發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的基本原則，并對(duì)幾種機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用，能夠明顯加快機(jī)械制造生產(chǎn)效率，減少人為失誤，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，同時(shí)節(jié)省加工成本。

關(guān)鍵詞：機(jī)械 機(jī)械制造 機(jī)械自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（a）-0103-02

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)水平直接反映了機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平。機(jī)械制造是國(guó)家重要的工業(yè)基礎(chǔ)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響，在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)加工對(duì)象連續(xù)、有序、高質(zhì)量的自動(dòng)生產(chǎn)，進(jìn)一步加快生產(chǎn)資源的流動(dòng)速度和加工效率。

1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)

1.1 發(fā)展概況

我國(guó)由于特殊的歷史條件，工業(yè)發(fā)展水平落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，長(zhǎng)期以來(lái)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)都依賴進(jìn)口，自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，機(jī)械制造行業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)實(shí)力薄弱。隨著改革開放和市場(chǎng)化改革的不斷深化，我國(guó)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，經(jīng)濟(jì)實(shí)力和綜合國(guó)力不斷增強(qiáng)，技術(shù)水平也不斷發(fā)展，有效縮短了和西方國(guó)家之間的差距，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)水平也顯著提升，各種新型科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)中，機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率、質(zhì)量、性能都不斷提高，促進(jìn)了國(guó)家工業(yè)發(fā)展。

1.2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的基本原則

1.2.1 結(jié)合國(guó)情

我國(guó)屬于發(fā)展中國(guó)家，將處于長(zhǎng)期的穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài)中，在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)水平方面和西方國(guó)家之間仍然存在著一定的差距，缺乏技術(shù)積累，發(fā)展不全面，因此我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和在機(jī)械制造中的應(yīng)用要找尋一條適于中國(guó)國(guó)情的特殊道路。

1.2.2 善于學(xué)習(xí)

西方發(fā)達(dá)國(guó)家長(zhǎng)期以來(lái)掌握技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有著深厚的經(jīng)濟(jì)與科技積累，因此我國(guó)要積極引入和學(xué)習(xí)西方先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)，不斷探索努力，將自主研發(fā)與學(xué)習(xí)引進(jìn)相結(jié)合，開發(fā)適應(yīng)中國(guó)機(jī)械制造企業(yè)實(shí)際情況的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備，提高機(jī)械制造效率，減少資源投入，提高機(jī)械制造技術(shù)水平。

1.2.3 打好基礎(chǔ)

機(jī)械制造是一切工業(yè)設(shè)備的來(lái)源，是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)，涉及到工藝設(shè)計(jì)、機(jī)械加工、裝配、檢驗(yàn)等多個(gè)工業(yè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，不應(yīng)該只過(guò)分關(guān)注高新技術(shù)給機(jī)械制造行業(yè)帶來(lái)的改變，還要打好基礎(chǔ)，從焊接、熱處理、材料、裝配、加工、質(zhì)檢等基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的技術(shù)提升入手，配合自動(dòng)化技術(shù)，加快技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。

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

著重介紹了智能機(jī)械制造技術(shù)、柔性生產(chǎn)線制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用。

2.1 智能制造技術(shù)

自動(dòng)化、智能化是機(jī)械制造長(zhǎng)期以來(lái)的發(fā)展目標(biāo)，傳統(tǒng)的依賴工藝方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的機(jī)械制造方式已經(jīng)難以滿足市場(chǎng)需求。機(jī)械制造要以最終消費(fèi)品和生產(chǎn)過(guò)程為機(jī)械制造生產(chǎn)的核心，建立功能信息綜合處理系統(tǒng)，借助計(jì)算機(jī)與智能化傳感器設(shè)備形成貫穿機(jī)械制造整個(gè)流程的智能化控制系統(tǒng)，將不同的機(jī)械制造工序盡量集成在同一個(gè)生產(chǎn)工序和生產(chǎn)設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)不同工序之間更加自然準(zhǔn)確地銜接。智能化制造技術(shù)是多種機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的綜合，包括模擬仿真技術(shù)、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，自動(dòng)化和先進(jìn)的加工技術(shù)設(shè)備之間相互交叉，將以往只能在不同生產(chǎn)線上分為不同工序按照次序處理的不同加工步驟有效整合在一起，將人工智能技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)之間充分結(jié)合，從而形成了全新的智能化機(jī)械制造系統(tǒng)。

智能化制造技術(shù)能夠通過(guò)人工智能將不同制造過(guò)程步驟充分結(jié)合起來(lái)，通過(guò)對(duì)專家?guī)煨袨榈闹悄苣７拢鎸＜已由斓街谱鳝h(huán)境中，完成相應(yīng)的生產(chǎn)活動(dòng)。智能機(jī)械制造系統(tǒng)通過(guò)建立專家智能數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)用智能化傳感器監(jiān)控生產(chǎn)行為，并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)并發(fā)現(xiàn)可能存在的錯(cuò)誤，從而保證了機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量。與此同時(shí)，智能制造系統(tǒng)還具有一定的外界突發(fā)事件應(yīng)對(duì)能力，能夠根據(jù)生產(chǎn)線上的實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整自身工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)外部環(huán)境自適應(yīng)來(lái)最快速度地恢復(fù)到正常生產(chǎn)狀態(tài)。智能制造體系的有序性依賴于對(duì)外部環(huán)境的感知，同時(shí)體系內(nèi)部要具有明顯的目標(biāo)，包括機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量、性能、效率等要求，體系在工作過(guò)程中通過(guò)智能化傳感器設(shè)備獲得外部環(huán)境信息并依據(jù)專家數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行自身動(dòng)作調(diào)整，進(jìn)行信息和能量的交換，所以智能化機(jī)械制造體系是一個(gè)不平衡、消耗大的開放自組織體系。現(xiàn)階段，全世界都開始關(guān)注智能化機(jī)械制造技術(shù)，開展了大量的相關(guān)研究，投入的資金與相關(guān)資源也越來(lái)越多，將研究方向集中在人工智能技術(shù)和機(jī)械制造傳統(tǒng)設(shè)備技術(shù)之間的整合和CAD、CAPP以及機(jī)器人等新技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用。

2.2 基于機(jī)械自動(dòng)化的柔性生產(chǎn)線

機(jī)械制造市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生了深刻的變化，企業(yè)需要及時(shí)了解掌握客戶的需求變化，同時(shí)快速做出反應(yīng)，并且要具有對(duì)新技術(shù)新設(shè)備引入和快速應(yīng)用的能力，通過(guò)快速反應(yīng)來(lái)適應(yīng)市場(chǎng)變化與機(jī)械制造技術(shù)的更新發(fā)展，因此，機(jī)械制造企業(yè)需要提高自身生產(chǎn)線的柔性。機(jī)械制造中的柔性，是指生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備對(duì)變化的適應(yīng)與調(diào)整能力，傳統(tǒng)的機(jī)械制造流程過(guò)于僵化，難以實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)來(lái)滿足客戶不斷變化的需求。

市場(chǎng)需求是瞬息萬(wàn)變的，機(jī)械制造生產(chǎn)線需要具有一定的柔性來(lái)面對(duì)外界變化，發(fā)揮自身的靈活性優(yōu)勢(shì)調(diào)整自身，滿足客戶需求。機(jī)械制造企業(yè)需要及時(shí)掌握市場(chǎng)情況，認(rèn)真組織開展市場(chǎng)調(diào)查工作，在大量市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，了解客戶需求的變化趨勢(shì)，并通過(guò)對(duì)生產(chǎn)線的調(diào)整來(lái)適應(yīng)這種變化，企業(yè)需要使用柔性的生產(chǎn)體系來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生產(chǎn)線，將設(shè)計(jì)與制造工作相結(jié)合，應(yīng)用智能化控制系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真和統(tǒng)一管理，通過(guò)和市場(chǎng)的直接接觸，實(shí)現(xiàn)不同規(guī)模、不同種類、不同規(guī)格機(jī)械設(shè)備的同時(shí)生產(chǎn)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)線的靈活性。

2.3 數(shù)控技術(shù)

數(shù)控技術(shù)是使用計(jì)算機(jī)程序通過(guò)設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程各種參數(shù)數(shù)據(jù)控制的機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)。數(shù)控技術(shù)包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)和感應(yīng)技術(shù)等多個(gè)學(xué)科，在機(jī)械制造中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)能夠顯著提高加工精度，減少人為失誤，而且數(shù)控操作有著更高的靈活性。現(xiàn)階段，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的數(shù)控技術(shù)以數(shù)控加工中心為主，數(shù)控加工中心能夠在計(jì)算機(jī)編寫程序的控制下，一次性完成鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑、車等多個(gè)工序，大大減少了人為失誤，同時(shí)也節(jié)省了工件裝夾、測(cè)量、調(diào)整、搬運(yùn)、更換道具的時(shí)間，大幅度提高了加工效率，改善了加工精度。

數(shù)控加工技術(shù)使用計(jì)算機(jī)軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬件控制設(shè)備，能夠節(jié)省設(shè)備投入，是機(jī)電一體化中比較成功的一項(xiàng)技術(shù)，在機(jī)械制造中有著十分廣泛的應(yīng)用，通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等多種技術(shù)的結(jié)合，打破了不同技術(shù)之間的邊界，實(shí)現(xiàn)了多種技術(shù)的高度融合，是一種比較成熟的自動(dòng)化機(jī)械制造技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用能夠有效提高機(jī)械制造工藝水平，加快生產(chǎn)效率，保證施工質(zhì)量，同時(shí)有效節(jié)約資源，是國(guó)家裝備制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的重要技術(shù)推動(dòng)力。

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