自動化技術在機械制造中的應用研究

李永智，王有臣（河南豫光金鉛集團有限公司，河南　濟源　459000）

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自動化技術在機械制造中的應用研究

李永智，王有臣
（河南豫光金鉛集團有限公司，河南濟源459000）

摘要：自動化技術是一門涉及多學科的綜合性科學技術，將自動化技術應用于機械領域不僅能夠提高機械加工效率，而且能夠提高機械制造的質量。因此，研究自動化技術在機械制造中的應用有十分重要的意義。

關鍵詞：汽車電控技術；故障診斷；維修方法

1　前言

隨著我國機械制造業和計算機技術的不斷發展，傳統的機械行業正面臨著新的發展機遇。將自動化技術應用于機械制造行業，促使了先進制造技術的發展，不僅大幅度提高了機械加工的效率，而且也提高了機械制造的質量。目前，為提高機械制造業的競爭力，世界各發達國家都越來越重視自動化技術在機械制造領域的應用研究。針對這樣的生產趨勢和技術現狀，本文將主要研究自動化技術在機械制造中的應用。

2　自動化技術的基本概念和發展概況

自動化技術是一門涉及控制理論、計算機技術、系統工程、電子技術、液壓與氣壓傳動等多學科的綜合性科學技術。傳統的自動化是指以機器的動作代替人們的操作自動化的完成生產作業任務，當今的自動化概念已擴展為用機器不僅能夠代替人的體力勞動而且還能夠代替或輔助腦力勞動，以自動地完成特定的作業。在機械制造方面，自動化技術有三個方面的含義——自動化技術能代替人的體力勞動，代替或輔助人的腦力勞動，整個機械制造系統的協調、管理、控制和優化。機械自動化不僅涉及產品的制造過程，而且也涉及產品的整個生命周期的全部過程。可見，自動化理論和自動化技術已形成了一個完整的體系。

美國福特公司的工程師于上世紀四十年代首先提出自動化的概念，用來描述發動機的工作過程。50年代，隨著經典控制理論的發展，自動化進入以單變量自動控制系統階段。60年代，隨著現代控制理論和電子計算機技術的發展，自動化技術與信息技術相融合，實現了生產過程的最優控制。現階段隨著空間技術的不斷發展，自動化技術已應用于大型的工程系統，用來解決多變量系統的最優控制問題，這就促使了系統控制和智能控制的發展，出現了綜合應用計算機技術、通信技術、系統工程和人工智能等高新技術的高級自動化系統，如柔性制造系統、計算機集成制造系統、智能機器人、決策支持系統、專家系統等。

3　機械自動化技術在機械制造中的應用

柔性制造系統是機械自動化技術在機械制造中應用的一種表現。柔性制造系統是在機械化和自動控制技術的基礎上發展起來的一種自動化機械制造系統，由信息控制系統、物料運輸系統、數字控制機械加工設備組成，最顯著的特點是能夠自動適應外界環境的變化，根據客戶的需求能靈活調整所制造產品的類型和結構。柔性制造系統適用于多品種、小批量的生產模式。柔性制造系統分為柔性制造單元、柔性制造系統、柔性自動生產線三種類型，柔性制造單元有數控機床或加工中心組成，柔性制造系統在柔性制造單元的基礎上增加了物料傳送裝置，柔性自動生產線一般是指由專用機床和自動運輸裝置組成的生產線。

在計算機集成制造系統方面，機械自動化技術集成了技術經營和技術功能兩方面的內容。計算機集成制造系統是在柔性制造系統的基礎上融合了信息管理技術而發展起來的，由管理信息系統、工程設計系統、制造自動化系統和質量保證系統四個功能分系統和計算機通訊網絡和數據庫兩個分支子系統組成。計算機集成制造技術將整個生產環節看作一個不可分割的整體，將生產過程中的人、技術、經營三要素與信息流和物質流有機結合起來，以達到提高制造質量、降低生產成本、縮短交貨周期的目的。計算機集成制造系統適用于多品種、小批量生產，是一種十分有發展潛力和實際應用價值的先進制造系統。

4　機械自動化技術的發展趨勢

柔性制造系統正在向模塊化方向發展。柔性設計系統與計算機輔助設計和計算機輔助制造相融合，借鑒已有產品的生產工藝，完成不同模塊的組合設計，最終形成具備物料流和信息流的各種不同形式的模塊化柔性系統。將柔性制造系統的主要組成部分進行標準化和模塊化，以提高柔性制造系統的可靠性，同時降低系統的制造成本。小車和導軌構成被加工件的輸送模塊，刀具交換機器人和安裝在輸送模塊中的小車上的刀庫組成刀具的運輸和調換模塊，其中刀具的供給方式和被加工零件的儲運方式是影響系統復雜程度的決定性因素。不同模塊之間相互配合，從而能夠自動的完成有不同要求的被加工件的全部加工過程。

計算機集成制造系統能夠實現從產品決策到銷售整個生產過程的管理層次的自動化，其發展趨勢體現在以下三個方面。第一，計算機集成制造系統將會朝著智能化和數字化方向發展，由以設計為中心的數字制造、以控制為中心的數字制造和以管理為中心的數字制造三部分組成。第二，精密化是計算機集成制造系統的關鍵，因此計算機集成制造系統會朝著精密加工、細微加工、納米加工的方向發展。第三，高度集成化和標準化是計算機集成制造系統的發展趨勢，集成化就是制造技術的集成、信息技術的集成和管理科學的集成。

5　結論與展望

綜上所述，自動化技術應用于機械制造有助于提高我國的機械制造水平。本文在介紹自動化技術基本概念和發展概況的基礎上，概述了機械自動化技術在機械制造領域中應用，最后簡要介紹了機械自動化技術的發展趨勢，對自動化技術在機械制造中的進一步普及和機械自動化水平的提高可以起到一定的促進作用。

參考文獻：

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.027

作者簡介：李永智（1983-），男，河南焦作人，本科，初級職稱。