論機械制造中自動化技術的應用

摘 要：機械制造是一個復雜的機械產品加工過程，自動化技術的應用能夠有效降低制造過程中對工人技能水平和加工經驗的要求，同時還能夠實現產品加工質量和效率的提升，提高機械產品在市場中的競爭力。因此文章主要探討自動化技術在機械制造中應用的優勢、形式以及未來的發展趨勢等等。

關鍵詞：機械制造；自動化；應用

機械制造是傳統的行業，主要從事零部件的生產活動。傳統情況下的機械制造需要耗費大量的人力和物力成本，而且得到的產品質量較差。隨著科技的發展，各種先進的自動化技術在機械制造中的應用越來越多，徹底改變了傳統機械行業的生產方式。這里我們所說的自動化是指采用先進的技術，實現機械生產過程中的無人操作和自動化生產，從而提高機械行業的生產效率，降低工人的勞動強度。

1 自動化技術在機械制造行業中應用的優勢

自動化是當前機械行業發展的主要趨勢，目的是利用先進的機械技術代替傳統人工勞動方式，提高機械設備的智能化水平，使其能夠部分或者全部完成所有工序的生產。自動化技術在機械行業中應用的優勢主要體現在以下兩個方面：

1.1 自動化技術的應用降低了工人的勞動強度

將自動化技術應用到傳統機械行業中，能夠將很多工作交由機器來完成，降低工人的勞動強度。如五軸數控機床中采用先進的自動化技術，能夠實現對產品加工多個平面的自動加工，降低了傳統機床中重復裝卡的勞動強度。從另一個方面，自動化技術的應用能夠代替很多人工工作，工人只是起到相應的輔助作用。

在傳統的制造行業，機械零件的加工裝配都是由產業工人全程手工完成，例如90年代早期的電腦配件生產，其CPU，內存條裝配，其針腳均有人工焊接完成，這種高精度的柔性裝配過程，需要工人在生產過程中大量的精力維持。有統計數據顯示，這種長時間的重復生產過程，使得工人極易陷入疲勞，導致成品質量不一，降低產品總體質量，這也是我國早期電腦配件市場次品率高的一次因素。在自動化引進后，利用\"傳感器+機器人\"技術，有效解決了人工生產過程中出現的這一重大問題，將重復的勞動過程全面交給機器來進行，而勞動工人則只需根據生產需要，對機器人手臂進行調整。

1.2 自動化技術的應用提高了機械加工的質量

傳統機械加工過程中，機械設備的精度較低，加工得到了產品質量較差，影響了其使用性能。自動化技術的應用能夠實現對零件和刀具的精確定位，降低加工過程中存在的誤差大小，加工完成之后零件的表面質量較高。

在十多年前，我國傳統機械加工領域，對于工件的精加工技術，在技術上始終未有突破，以葉輪加工為例，早期生產的葉輪，其葉輪葉面光滑度差，導致安裝到機組運行后，其氣蝕發生頻繁，對機組的揚程造成削減，其葉輪使用周期大大縮短。自從出現了數控機床，對于整個葉片制造的精度得到極大的提高。由于數控機床的特點，生產者可以實時按照葉片作用、尺寸、形式和工作部分，定制生產，而又由于采用機床的高精度，高可控性，可以對葉面剖面實現微米級加工，其對產品的優質性提升，誤差率的降低不言而喻。

2 機械制造行業中自動化技術的應用

2.1 機械設計的自動化

傳統機械產品的設計需要工人手工繪制二維圖紙，然后通過樣機試制，分析設計結構中存在的問題，并且進行設計方案的改進。自動化技術引進之后，現階段機械產品的設計都由計算機來完成，利用三維軟件強度的圖形繪制能力，設計人員能夠方便的完成零件的造型和裝配。然后將模型導入到分析軟件中，對其強度和結構進行分析。根據仿真分析的結果進行設計方案的優化即可。由此可以看出自動化技術的應用提高了機械設計的效率和質量，減少了樣機試制所需要的時間和成本，縮短了產品設計所需周期。

2.2 機械制造的自動化

傳統情況下產品的加工全部有人工操作機器來完成，加工精度低，生產效率低，同時機械加工過程中對工人的技能水平和加工經驗要求較高。隨著自動化技術的應用，機械加工過程對人工的需求越來越低。利用計算機軟件可以直接生產機械產品的加工軌跡，然后將其導入到機床中，工人只需完成簡單的對刀操作，機床自動完成整個零件的加工過程。

由此我們可以看出自動化技術的應用，降低了傳統機械產品加工工藝的編制和加工工序的制定，提高了加工效率。同時PLC等先進控制系統的應用，使得機床加工自動化程度較高。

3 自動化在機械制造行業中的發展趨勢

3.1 集成化

集成化是機械自動化發展的一個主要方向，即采用各種先進的自動化技術將產品設計、制造和加工等集成為一個整體。從而實現機械產品設計的柔性化生產模式，實現機械產品設計、制造和加工質量的提升。同時降低整個機械產品生產所需成本大小以及產品升級改造周期長短。

3.2 智能化

智能化是隨著計算機的應用和智能控制技術的發展而產生的一個新方向，它能夠實現對機械制造過程的智能化控制。即通過知識庫和推理機的設計，讓機器擁有跟人一樣的思維能力，使其在機械制造中充分發揮其優勢，提高機械制造設備和系統的協調性。

3.3 虛擬化

虛擬化是隨著智能控制技術發展起來的一種先進的機械制造技術，能夠利用計算機實現對機械產品設計和加工過程的真實模擬，從而實現產品加工質量的提升。如利用先進的虛擬仿真技術模擬機械產品的加工過程，能夠幫助我們及早發現產品加工過程中存在的問題，并且采取相應的解決策略。虛擬技術的應用能夠降低機械制造所需成本，縮短產品生產周期，提高機械產品的市場競爭力。

3.4 網絡化

21世紀是一個網絡化發展的時代，實現了人們生產和生活方式的變革。機械行業亦如此，在未來發展過程中，機械制造將會融合網絡技術，實現對其制造過程的遠程監控。同時還可以通過網絡實現機械產品設計人員和制造人員等之間的溝通和交流。

3.5 綠色化

由于機械制造屬于生產過程，不可避免的會產生一些環境污染問題，因此在未來發展過程中，機械制造還會向著綠色可持續方向發展。這就要求機械制造的整個壽命周期內要最大限度的降低機械產品加工過程消耗原材料和能量的多少，還要不斷降低機械制造過程中產生的噪音和污染現象，實現機械制造循環利用和可持續發展。

4 結束語

隨著時代的發展，機械制造行業正在面臨巨大的變革，其自動化水平越來越高，降低了工人的勞動強度，提高了機械加工的質量和效率。目前人們主要利用先進的計算機軟件完成對機械產品設計，并且利用自動化技術實現機器的自動加工。在未來發展過程中機械制造自動化將會向著集成化、智能化、虛擬化、網絡化以及綠色化的方向不斷發展，即實現整個機械制造過程的一體化加工，人們可以通過網路進行產品制造整個過程中的溝通和交流。

參考文獻

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作者簡介：秦鵬（1985-），男，湖北武漢人，在職研究生，助理工程師，主要研究方向：自動化應用。