機械工程中應用自動化技術研究

那國橋

摘要：隨著我國經濟的發展與科學技術的進步，自動化技術在很多行業中都獲得了廣泛的應用。將自動化技術應用于機械工程中，有效的優化了生產加工過程，提高了機械制造的工作效率，使企業獲得了較好的經濟效益。本文對自動化技術在機械工程中的應用特別是自動電焊機這方面的的應用進行了探討，并對其今后的發展作了分析，希望能促進我國機械工程自動化的發展。

關鍵詞：機械工程；自動化；應用；發展

引言：

隨著自動化技術在機械工程中的逐步應用，對我國的工業發展起到了很大推動作用，使生產力水平得到了很大提升，促進了我國經濟的快速發展，加強對機械工程中自動化技術的研究，對提高我國工業化程度，提升國家經濟實力具有非常重要的意義。比如，大型自動焊接機中的自動化技術應用。一般有平焊法蘭自動焊機（單機頭）、分體式管道自動焊機、分體式（厚壁型）管道自動焊機、懸臂式（卡盤型）管道自動焊機、懸臂式（鏈條型）管道自動焊機、龍門式（龍門移動）管道自動焊機、夾鉗式管道自動焊機等等

一、機械工程及自動化的概述

機械工程及自動化就是在相關的技術科學與自然科學的理論基礎之上，與生產實踐中的相關經驗進行結合，分析并且處理在各類機械中進行研發、設計、安裝、運用等過程中出現的理論與實際問題的科學技術。隨著機械工程的不斷發展，之后就出現了相應的斷裂力學、有限元法、實驗應力分析、電子計算機以及數理統計等科學技術。所有需要使用機械設備以及工具，甚至是材料與能源的生產項目，均需要應用機械工程及自動化。通過相關實踐總結，大致可以將其應用分為五類：一是進行能量轉換的機械，可以將熱能、原子能、化學能、電能以及天然能源轉化為適合機械使用的相關動力；二是進行各種產品生產的機械，主要有礦山機械、冶金機械、各種重工業以及輕工業中使用的相關機械，除此之外，還有在農、林、牧等方面運用的機械；三是為人們生活提供方便的機械，比如：運輸機械、醫療機械、通風設備、除塵設備、辦公設備、環保設備以及采暖設備等；四是家庭生活中使用的機械，比如：洗衣機、電冰箱以及照相機等；五是各類機械武器，比如槍械、坦克等。

二、機械工程及自動化技術的實踐

我國現階段的機械制造行業正在逐漸的向柔性化、智能化、集成化以及虛擬化方向發展。而與計算機相關技術的聯系，更是促進了機械制造行業的發展以及相關技術的進步。

1、柔性化的應用。為了滿足機械制造行業的實際需求，一定要進行柔性自動化系統的開發。其系統就是在保證生產柔性的基礎之上，改進人機界面，完善自動化系統，盡量健全信息系統，充分發揮計算機的管理作用。在系統中相應的先進設備與普通設備是共存的，部分環節也是允許工作人員進行手工操作的。柔性化具有非常強的適應能力，這樣的能力更加滿足市場經濟的發展需求。

2、智能化的應用。智能化的機械制造就是將機械制造技術與人工智能有機的結合在一起，把人工智能有效的融入到機械制造的每一個環節當中，通過智力活動的模擬，取代機械制造中由工作人員操作的相關的程序。在智能化的機械制造中，相應的系統具備了操作人員的一些智能活動，可以自行運行并且監督與控制，及時發現問題加以相應的處理。除此之外，還可以應付一些突發事件，更好的適應環境的需求，始終保持最佳的運行情況。

3、集成化的應用。機械制造行業對于計算機、微電子以及自動化等技術的應用就一直沒有停止過，并且已經出現了許多的新型技術，比如：計算機的輔助設計、測量、制造、評估、信息管理、數控加工以及柔性制造等。要想建設級別不同的集成制造系統，其中最為簡單的方式就是將一些現有技術進行集成化處理。集成化的制造就是利用先進的信息技術改進企業整體制造水平的過程，是將系統的工程理論作為指導思想，將精簡機構以及過程重組作為實施手段強化自動化技術，在工程數據庫系統以及計算機網絡的支持下，將企業所有的經營活動以及生產要素集成一個有機整體，滿足人們生活中的各種需求，使企業在開發新產品、產品質量、服務態度、生產成本以及交貨日期等方面都可以取得最好的效果。

4、虛擬化的應用。虛擬化的制造技術就是指由人工智能、計算機圖形學、現代機械制造技術、信息技術以及多媒體技術等高科技，以系統建模與仿真技術為前提，構建多科技的綜合技術系統。其是通過信息技術以及計算機仿真技術對實際機械制造過程實施模仿的技術，進而解決制造過程中存在的問題，實現降低成本、縮短制造工期以及增強產品競爭力的目標。

5、在自動焊機的應用。自動焊機（Automatic welding machine）是建立在電動機控制技術、單片機控制技術、PLC控制技術及數控制技術等基礎上的一種自動焊接機器.自動焊機主要由工件自動上料、下料機構，工件工位自動轉換機構，工件自動裝夾機構，以及工件焊接過程自動化系統，系統集成控制等組成。右圖即為一套在流水線的熱水器生產線自動焊機整體圖，包括自動上下料、自動傳送、自動裝夾和焊接過程自動化等機構組成。

三、機械工程中自動化技術的發展方向

1、實用性方向

自動化技術于機械工程的發展要將企業的生產所需以及技術的需要為前提的，由于機械產品的生產最終是為了產品以后的使用，可以創造出更多的經濟利潤。但是，機械生產只是可以創造出最多的利潤，而并不能保障機械行業的發展速度，假如機械工程里的自動化技術適應不了國民經濟的發展以及進步，機械制造領域中的自動化的腳步就應該放慢，防止出現注重追求速度而使得產品的質量有所降低的現象。現階段，我國自動化技術應用于機械工程的狀況而言，及時有了很大的規模，也獲得了較大的效益，但是還有一些機械生產公司仍停留在最初的時期，機械工程企業沒有掌握熟練地自動化技術，并且基礎也不夠扎實。

2、光機電化方向

機械工程自動化的發展有一個極為重要的發展發展就是光機電化發展方向，因為在這一方向上，我們可以把整個進行有效的組合，在光機電化系統中，整個系統是由傳感系統、信息處理系統、動力系統、能源、機械結構等部件組成，最重要系統則是光學感應系統，在機械自動化的發展中，通過引進光學技術，利用光學技術的先天優勢，就能有效地改進機械自動化的傳感系統、能源系統和信息處理系統。光機電化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節拍頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，能以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序。

3、智能化方向

智能制造是20世紀80年代發展起來的一門新興學科，具有很重要的前景，智能制造的涵義，有眾多說法，可以認為智能制造是指將專家系統、模糊推理、人工神經網絡和遺傳基因等人工智能技術應用到控制中，解決多種復雜的決策問題，提高制造系統的水平和實用性，人工智能的作用是要代替熟練工人的技藝，具有學習工程技術人員實踐經驗和知識的能力，并能在生產實際中長期發揮作用。

四、結語

當今科技的進步與市場的需求對于機械工程的建設提出了前所未有的挑戰，同時又提供了更廣闊的發展空間。正是這種挑戰與機遇共存成為了機械工程發展的動力，在自身不斷完善發展的同時又從各個學科領域中獲得新的啟示與技術支持提高改進和創新的能力。

參考文獻

[1]王振.機械工程及自動化創新實踐開發[J].教育教學論壇.2017（32）

[2]吳良.機械工程及自動化工程實踐體系改革[J].實踐室研究與探索.2016（2）

（作者單位：機化閥門（沈陽）有限公司）