自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

朱學(xué)斌

（中核四○四有限公司第二分公司，蘭州 732850）

在機(jī)械制造業(yè)中合理應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可以提高企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)流程，節(jié)約企業(yè)資源，改善機(jī)械使用情況，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，從而增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)的市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。目前，自動(dòng)化技術(shù)以其特有的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)融入各個(gè)領(lǐng)域，在這種形勢(shì)下，研究自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用就具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造企業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

自動(dòng)化技術(shù)日益完善，被廣泛應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)行業(yè)中。當(dāng)前，我國(guó)使用的一些高精度加工設(shè)備多數(shù)來源于進(jìn)口或組裝，應(yīng)用最普遍的數(shù)控系統(tǒng)多數(shù)也來自國(guó)外。西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)研制出自動(dòng)化管理系統(tǒng)，并應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)中，而我國(guó)一些制造企業(yè)依然使用人工管理，增加了手工勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。也有部分企業(yè)正在朝自動(dòng)化生產(chǎn)方向發(fā)展，其充分應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備，如數(shù)控磨床、數(shù)控車床、加工中心等。與此同時(shí)，自動(dòng)上料、卸料、自動(dòng)裝加工藝、在線工藝檢測(cè)等設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，為企業(yè)的生產(chǎn)創(chuàng)造了便利條件[1]。

2 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

2.1 自動(dòng)化在數(shù)控技術(shù)上的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)指的是將計(jì)算機(jī)中的一些硬件和數(shù)字化、機(jī)械自動(dòng)化以及控制技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，這些技術(shù)的結(jié)合提高了機(jī)械制造技術(shù)的高效性和便捷性。對(duì)于數(shù)控技術(shù)而言，自動(dòng)化技術(shù)是其重要的發(fā)展方向，但是這項(xiàng)技術(shù)在操作方面需要專業(yè)技術(shù)人員予以嚴(yán)格把控，防止操作不當(dāng)給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)的高度集成化應(yīng)用

我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用了許多新興技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、電子技術(shù)和輔助制造技術(shù)等。對(duì)于集成生產(chǎn)系統(tǒng)而言，最佳的方案就是將各種技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成。在機(jī)械制造業(yè)中，應(yīng)用高度集成化是指以系統(tǒng)工程理論為向?qū)В眯畔⒓夹g(shù)來優(yōu)化加工流程，通過機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化和工程重組提高其自動(dòng)化性能，并利用信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將機(jī)械制造業(yè)中的各個(gè)模塊和管理運(yùn)營(yíng)融合成一個(gè)整體，便于管理人員進(jìn)行管理。自動(dòng)化的高度集成化可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短產(chǎn)品加工周期，降低企業(yè)的前期成本，此外，對(duì)環(huán)境保護(hù)也起到了一定的促進(jìn)作用。

2.3 自動(dòng)化技術(shù)的智能化應(yīng)用

智能化應(yīng)用指的是將機(jī)械制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等進(jìn)行有效結(jié)合，組成一項(xiàng)極具混合色彩的綜合技術(shù)，利用智能機(jī)器和人打造一個(gè)智能系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程中可以進(jìn)行智能分析、智能計(jì)算、智能推理以及智能設(shè)計(jì)等。因此，智能化是人工智能和機(jī)械制造技術(shù)的集中體現(xiàn)，它把人工智能有效地融入機(jī)械制造的許多工序中，通過智能模擬，代替急需腦力的相關(guān)程序，能夠?qū)C(jī)械制造進(jìn)行有效檢測(cè)，并及時(shí)改正檢測(cè)過程中出現(xiàn)的一些問題。另外，這種技術(shù)還可以在關(guān)鍵時(shí)刻處理一些緊急事件，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)機(jī)械內(nèi)部進(jìn)行合理調(diào)整，以確保生產(chǎn)順利進(jìn)行。

2.4 自動(dòng)化技術(shù)的虛擬化應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)的虛擬化應(yīng)用以構(gòu)建模型和仿真技術(shù)為前提，它也是一項(xiàng)具有混合色彩的綜合技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬仿真運(yùn)行，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。另外，它可以有效把控產(chǎn)品質(zhì)量，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，合理配置企業(yè)資源，提高資源利用率，進(jìn)而提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

2.5 自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

檢測(cè)技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)的一種，它的原理是傳感器和傳統(tǒng)儀器的有效結(jié)合。對(duì)于機(jī)械制造而言，最重要的就是提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。應(yīng)用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)，可以讓機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自行檢測(cè)，改變了以往的人工檢測(cè)方式，在提高檢測(cè)效率的同時(shí)，也確保了檢測(cè)的精確性。現(xiàn)有的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就廣泛應(yīng)用了自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，其主要包括傳感器、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果輸出以及信號(hào)調(diào)節(jié)等眾多環(huán)節(jié)，加上智能芯片的運(yùn)用，確保了檢測(cè)的真實(shí)性及可靠性[2]。

2.6 自動(dòng)化體系的應(yīng)用

自動(dòng)化體系的基礎(chǔ)就是三維平臺(tái)，對(duì)機(jī)械制造具有重要作用，系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以獲得適用于機(jī)械制造的、極具創(chuàng)新色彩的設(shè)計(jì)方案。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)可以提供與設(shè)計(jì)規(guī)則有關(guān)的設(shè)計(jì)方法以及與改良功能分解重組有關(guān)的設(shè)計(jì)方法，這兩種設(shè)計(jì)方法都是以符號(hào)方案的形式提供創(chuàng)新性設(shè)計(jì)方案，并將該方案自動(dòng)化分解成基本機(jī)構(gòu)和基本機(jī)構(gòu)的連接關(guān)系。通過運(yùn)動(dòng)分析方法，系統(tǒng)對(duì)基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得到各種構(gòu)件的相關(guān)數(shù)據(jù)；通過面向?qū)ο蠹夹g(shù)，在三維平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)施二次開發(fā)，采用數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)和參數(shù)控制等方法對(duì)三維造型進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成快速虛擬建模，進(jìn)而提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)速度和研發(fā)速度。

為了讓產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)和剛度符合美學(xué)要求，自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)基本機(jī)構(gòu)間的關(guān)系進(jìn)行全面分析，通過布局算法明確基本機(jī)構(gòu)占據(jù)的空間位置，以縮小機(jī)械系統(tǒng)的占用空間。其可以將運(yùn)動(dòng)分析數(shù)據(jù)和布局結(jié)果作為參考依據(jù)，通過“后臺(tái)預(yù)置”的裝配方法把三維虛擬模型放到布局空間里，讓設(shè)計(jì)符號(hào)方案和二維虛擬樣機(jī)進(jìn)行有效對(duì)應(yīng)。

自動(dòng)化技術(shù)能夠生成符號(hào)方案，并對(duì)其實(shí)施虛擬仿真，可以讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)期的價(jià)值評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M樣機(jī)時(shí)期的定量行為平價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，選出最佳設(shè)計(jì)方案。這樣不僅提高了機(jī)械設(shè)計(jì)效率，也增加了產(chǎn)品的創(chuàng)新性。

3 自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用前景

3.1 自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展要結(jié)合實(shí)際

在機(jī)械制造業(yè)中使用自動(dòng)化技術(shù)需要結(jié)合實(shí)際，企業(yè)應(yīng)該以自身的生產(chǎn)情況為基礎(chǔ)來發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)，確保經(jīng)濟(jì)效益穩(wěn)步提升。在進(jìn)行機(jī)械制造生產(chǎn)時(shí)，要為整個(gè)工藝流程制定好操控規(guī)范和要求，它們會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量帶來直接影響，因此，一定要保證加工的穩(wěn)定性，使生產(chǎn)可以順利進(jìn)行。

3.2 用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行調(diào)試和維修

自動(dòng)化技術(shù)還可以用于調(diào)試和維修，因?yàn)樗梢园凑沼脩舻南嚓P(guān)需求進(jìn)行相應(yīng)設(shè)定，增加機(jī)械制造的安全性及精準(zhǔn)性。因此，相關(guān)人員要不斷完善自動(dòng)化技術(shù)，結(jié)合實(shí)際對(duì)其進(jìn)行推廣和應(yīng)用，這樣不僅能解決實(shí)際問題，還可以為企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 自動(dòng)化技術(shù)要完善自身理論基礎(chǔ)，從而加強(qiáng)企業(yè)自動(dòng)化建設(shè)

現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)自動(dòng)化的使用還處于初級(jí)階段。隨著人們對(duì)其研究的不斷深入，各種新理論和新觀念不斷產(chǎn)生，因此自動(dòng)化技術(shù)要不斷完善自身理論。人們應(yīng)該對(duì)電子學(xué)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等進(jìn)行深入研究，以便開發(fā)出更加高效、更加安全的自動(dòng)化技術(shù)，滿足機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的需求。

對(duì)于機(jī)械制造企業(yè)來說，應(yīng)該根據(jù)市場(chǎng)供求和國(guó)家經(jīng)濟(jì)的實(shí)際發(fā)展情況，不斷研究、借鑒先進(jìn)的國(guó)內(nèi)外高新技術(shù)，讓自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中得以得以廣泛應(yīng)用和發(fā)展。同時(shí)，企業(yè)要加強(qiáng)信息自動(dòng)化、生產(chǎn)自動(dòng)化、設(shè)備自動(dòng)化以及檢測(cè)自動(dòng)化建設(shè)，并朝集成自動(dòng)化、虛擬自動(dòng)化以及智能自動(dòng)化的方向發(fā)展[3]。

4 結(jié)語

自動(dòng)化技術(shù)對(duì)機(jī)械制造具有重要意義。為了促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，企業(yè)在生產(chǎn)制造過程中應(yīng)當(dāng)合理應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)。人們要借鑒西方發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，樹立低成本、高質(zhì)量的發(fā)展理念，逐步完善自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)理論，為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

[1]張美，孫杰，章娜.論自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用分析[J].時(shí)代教育，2015，（17）：223.

[2]程懷銳.淺談機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)及在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].電子世界，2017，（9）：100.

[3]盧天毅.自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用探討[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究，2017，（2）：173.