機械自動化系統(tǒng)發(fā)展方向的研究

劉德方

摘要：機械自動化是指機器或裝置在無人干預(yù)的情況下按預(yù)定的程序或指令自動進行操作或控制的過程，而機械自動化就是機器或者裝置通過機械方式來實現(xiàn)自動化控制的過程，目前機械自動化技術(shù)發(fā)展迅速，各大工程企業(yè)都有在試用此項系統(tǒng)，因為它會給企業(yè)帶來社會、經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：機械自動化；發(fā)展；方向

1.機械自動化系統(tǒng)的優(yōu)點與效益

1.1國內(nèi)歷史

具體機械自動化出現(xiàn)的最早時間已不可考，按照《墨子》記載，最早的自動化應(yīng)是春秋戰(zhàn)國時期魯班（公輸班）制造的木鳥：“公輸子削竹木以為鵲，成而飛之，三日不下。”就是說魯班制作的木鳥，能乘風(fēng)力飛上高空，三天不降落。這么精密的裝置，其中必定須有自動控制的措施在里面，可惜沒有相應(yīng)的資料及圖紙留存下來。

1.2使用安全性和可靠性提高

機械自動化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身與設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性，機械自動化產(chǎn)品由于采用電子元器件，減少了機械產(chǎn)品中的可動構(gòu)件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性。故障率降低，壽命得到了延長。

1.3調(diào)整和維修方便，使用性能改善

機械自動化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時，可通過改變控制程序來實現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機械自動化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件和零件。對于具有存儲功能的機械自動化主品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對象，給定一個代碼信號輸入即可按指定的預(yù)定程序進行自動工作。機械自動化產(chǎn)品的自動化檢驗和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施，使工作恢復(fù)正常。由于機械自動化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化，并且方便、簡單。機械自動化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮，系統(tǒng)可重復(fù)實現(xiàn)全部動作。高級的機械自動化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序，實現(xiàn)自動化最優(yōu)化操作。

1.4具有復(fù)合功能，適用面廣

機械自動化產(chǎn)品跳出機電產(chǎn)品單技術(shù)、單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。機械自動化產(chǎn)品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調(diào)節(jié)、自動保護和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求，應(yīng)變能力較強。

1.5改善勞動條件，有利于自動化生產(chǎn)

機械自動化產(chǎn)品自動化程度高，是知識密集型和技術(shù)密集型產(chǎn)品，是將人們從繁重的體力勞動中解放出來的重要途徑，可以加速工廠自動化、辦公自動化、農(nóng)業(yè)自動化、交通自動化甚至是家庭自動化，從而可促進我國四個現(xiàn)代化的實現(xiàn)。

二、機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向

依靠當(dāng)今時代先進的信息技術(shù)，當(dāng)代計算機高級編程加上一定的算法，將所編程后的語言對計算機進行操作，將人的思想和操作全部施加給與之對應(yīng)的機械生產(chǎn)設(shè)備，計算機通過接收相應(yīng)的指令，將機械制造過程實現(xiàn)自動化操作，就從簡單的機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展表面來看，機械生產(chǎn)的自動化必然和新時代新進的信息技術(shù)有關(guān)聯(lián)，并且新時代出現(xiàn)了小型的計算機，比如我們平時用的手機它擁有十分先進的遠距離操控技術(shù)，從而致使整個機械制造生產(chǎn)利用人的思想進行生產(chǎn)的實現(xiàn)，由此可見，機械制造自動化生產(chǎn)趨向智能化是社會發(fā)展的必然趨勢。今后主要的發(fā)展趨勢如下：

2.1智能化

智能化是21世紀(jì)機械自動化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心里學(xué)、生理學(xué)和混飩動力學(xué)等新思想、新方法、模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得更高的控制目標(biāo)。誠然，使機械自動化產(chǎn)品具有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.2模塊化

模塊化是一項重要而又艱巨的工程。由于機械自動化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多。研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機械自動化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能減速、電動機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，同時也可擴大生產(chǎn)規(guī)模。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系例化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機械自動化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機械自動化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化將給機械自動化企業(yè)帶美好的前程。

2.3微型化

在當(dāng)代機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展趨勢向微型化發(fā)展，不難理解，機械制造整個生產(chǎn)過程在實現(xiàn)自動化操作前提之下，進而趨向微型化發(fā)展，在傳統(tǒng)機業(yè)生產(chǎn)觀念影響之下，我國機械生產(chǎn)設(shè)備單從體型上來看，就是十分巨大，并且在生產(chǎn)技術(shù)實現(xiàn)上也存在著諸多問題，面對這一情況，機械制造生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)將更多的注意力集中到機械生產(chǎn)設(shè)備上，將龐大的機械設(shè)備進行優(yōu)化，把傳統(tǒng)的大型笨拙機械設(shè)備進行微型化處理，對未來我國機械設(shè)計制造及其自動化生產(chǎn)技術(shù)的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

2.4可持續(xù)化

隨著社會環(huán)境的日益惡劣，社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境平衡的沖突越加劇烈，國家開始注重可持續(xù)化、綠色化、人與自然和諧發(fā)展的機械設(shè)計制造理念。國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，推進綠色建設(shè)，研究與開發(fā)無污染、可持續(xù)性利用的清潔能源，減少生態(tài)環(huán)境的污染，維持生態(tài)環(huán)境的平衡。另外，我國機械設(shè)計也逐漸向微型化制造轉(zhuǎn)變，提高機械生產(chǎn)效率以及資源利用效率，減少資源的閑置和浪費，綜合提升生產(chǎn)制造的經(jīng)濟效益和社會效益。

2.5綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大的變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適：另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢，綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害及少，資源利用率最高。設(shè)計綠色的機械自動化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。機械自動化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染環(huán)境，報廢后能回收利用。

2.6就業(yè)廣闊化

機械制造自動化專業(yè)前景廣闊，主要可以到工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機械制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運行管理和經(jīng)營銷售等方面的工作。由于機械行業(yè)的重要性和龐大規(guī)模，需要一支龐大的專業(yè)人才隊伍。今后一段時間內(nèi)，機械類人才仍會有較大需求。具有開發(fā)能力的數(shù)控人才將成為各企業(yè)爭奪的目標(biāo)，機械設(shè)計制造與加工專業(yè)人才近年供需比也很高。

3.結(jié)語

目前我國的機械自動化的實現(xiàn)將機械生產(chǎn)引領(lǐng)向了一個新的領(lǐng)域，通過自動控制系統(tǒng)，真正達到了大工業(yè)生產(chǎn)及減少勞動強度，提高了勞動效率，同時并由此延伸出了電氣自動化。而目前的各個行業(yè)都已經(jīng)離不開自動化系統(tǒng)。

參考文獻

[1]魯先珉.機械自動化發(fā)展趨勢研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2011.23.067。

[2]劉國恒 .我國機械設(shè)計制造及其自動化的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].科學(xué)與財富，2016.28.

（作者單位：濟寧華能制藥廠有限公司）