機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)研究

趙金鑫

（哈爾濱工程機(jī)械制造有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

機(jī)械自動(dòng)化是應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)生產(chǎn)過程，在機(jī)械制造業(yè)中的先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)加工生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自我優(yōu)化。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展水平會(huì)受到極大影響。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。大力發(fā)展生產(chǎn)力的今天，加大對(duì)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的重視程度，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。

1 機(jī)槭自動(dòng)化的發(fā)展?fàn)顩r

20世紀(jì)20年代，為適應(yīng)市場(chǎng)的需求和變化，建立可變性自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，即圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動(dòng)化在生產(chǎn)管理過程通過信息處理實(shí)現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過程。世界各國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化大多數(shù)還處于操作階段的自動(dòng)化。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)開始發(fā)展應(yīng)用以來，已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，特別是近年來計(jì)算機(jī)的高度集成化，開始采用了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，大大加快了機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展，但我國(guó)仍處于初級(jí)操作階段的自動(dòng)化。我國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)目前有11.4萬個(gè)企業(yè)，發(fā)展很不平衡，大部分企業(yè)手工勞動(dòng)占有相當(dāng)?shù)谋戎兀c先進(jìn)國(guó)家有較大差距，而且在品種上、質(zhì)量上、使用上，同世界先進(jìn)水準(zhǔn)也存在階段性差距。改革開放以來，我國(guó)的制造業(yè)取得了發(fā)展，機(jī)械制造企業(yè)擁有大量的通用設(shè)備，利用數(shù)控設(shè)備對(duì)現(xiàn)有機(jī)床布局稍作調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的自動(dòng)化，也能發(fā)揮工作人員的主觀能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的低成本運(yùn)行。我國(guó)新增就業(yè)人口達(dá)兩千多萬，且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會(huì)增加。機(jī)械自動(dòng)化最大限度地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，勞動(dòng)力的過剩和分工的轉(zhuǎn)移就是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)同人的作用完美結(jié)合，形成一個(gè)以人力為中心，計(jì)算機(jī)信息控制技術(shù)為主導(dǎo)的生產(chǎn)系統(tǒng)。

2 發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的策略

（1）將機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)同生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展是將企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求作為唯一目標(biāo)，自動(dòng)化技術(shù)離不開在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展不能追求速度，還要更加注重效益。采用與之相適應(yīng)的自動(dòng)化方式進(jìn)行生產(chǎn)，不能盲目搞自動(dòng)化、搞自動(dòng)線，例如:液壓泵輸出壓力達(dá)到了液壓泵輸出功率與負(fù)載相匹配，基本上就會(huì)消除液壓系統(tǒng)內(nèi)部的功率損失，也解決了多執(zhí)行機(jī)構(gòu)流量分配問題。選定不同功率輸出模式，合理利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率實(shí)現(xiàn)全局節(jié)能。在司機(jī)操縱的挖掘泵或閥之間不需機(jī)械聯(lián)接或液壓聯(lián)接，利用微處理機(jī)將信號(hào)傳輸給相應(yīng)的閥，該閥按所接收信號(hào)的精確比例開啟，充分利用可獲得功率。當(dāng)系統(tǒng)中無壓力時(shí)斜盤成一定角度以便全部排油，補(bǔ)償系統(tǒng)將降低發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其回到怠速狀態(tài)大大地節(jié)省了燃油又減少了泵的磨損。全面質(zhì)量管理采用彈性作業(yè)人數(shù)為支柱的精節(jié)生產(chǎn)方式，使自動(dòng)化程度不高的工廠取得了良好的效益。

在發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，若以合理調(diào)整機(jī)床布局，添加少量的數(shù)控設(shè)備，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理的優(yōu)勢(shì)和人的創(chuàng)造性，就能符合我國(guó)國(guó)情的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑。

（2）配套發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。以現(xiàn)代控制理論為指導(dǎo)，綜合利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備和人的作用，將機(jī)械技術(shù)和電子信息技術(shù)理論等相配應(yīng)用到自動(dòng)化技術(shù)中，真正將機(jī)械自動(dòng)化制造技術(shù)推廣，對(duì)涉及整個(gè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的人員組織高效率的培訓(xùn)也是必不可少的。注重配套發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，就是在物流和人的作用下進(jìn)行綜合的研究，在掌握技術(shù)的前提下，科學(xué)、合理地利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，廣泛采用程序數(shù)控機(jī)床，以及研制高效的和可靠的自動(dòng)化生產(chǎn)線、計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)的信息系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)等。例如:變速器自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)，根據(jù)工程機(jī)械的換擋規(guī)律使其能根據(jù)不同的負(fù)載確定當(dāng)前的擋位，通過變速器換擋使機(jī)器保持在高效區(qū)工作。根據(jù)液力變矩器曲線示意圖，設(shè)變矩器效率曲線與高效區(qū)最低檻值的兩個(gè)交點(diǎn)，傳動(dòng)比值i1、i2就是換擋點(diǎn)。用變速器自動(dòng)換擋來調(diào)整渦輪轉(zhuǎn)速，使變矩器的速比i總保持在高效區(qū)，使工作速度加快。也可以根據(jù)負(fù)載情況，滿足不同作業(yè)工況的需要。在鏟裝標(biāo)準(zhǔn)物料時(shí)按“標(biāo)準(zhǔn)模式”設(shè)定為中功率在鏟裝重型物料時(shí)，采用電液比例技術(shù)控制的挖掘機(jī)，利用控制器進(jìn)行運(yùn)算最后輸出相應(yīng)的PWM值控制比例閥，以滿足各種不同的工況，以求得更高的控制目標(biāo)，產(chǎn)品具有低級(jí)智能或人的部分智能。

3 機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

①模塊化。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品種類多。研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)械自動(dòng)化是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。利用標(biāo)準(zhǔn)單元開發(fā)出新的產(chǎn)品也可擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。②微型化。微機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品。發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)械加工采用精細(xì)加工技術(shù)。包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。③綠色化。隨著工資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，要符合人類健康的要求，使用時(shí)不污染環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。④智能化。智能化機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。這里所說的“智能化”是在控制理論的基礎(chǔ)上，利用人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和心里學(xué)、使它具有判斷推理、自主決策等能力，以求得更高的控制目標(biāo)，產(chǎn)品具有低級(jí)智能或人的部分智能。

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