研究機(jī)械制造及其自動化的發(fā)展趨勢

陳茜

摘要：針對機(jī)械制造及其自動化的發(fā)展，展開具體的論述，展望了自動化發(fā)展的趨勢。首先，概述了機(jī)械制造自動化的特點。其次，結(jié)合實例進(jìn)行機(jī)械制造自動化技術(shù)的應(yīng)用分析。最后，展望了機(jī)械制造自動化的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造;自動化;智能化

從機(jī)械制造的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析，自動化水平不斷提高，通過引入計算機(jī)技術(shù)與控制技術(shù)等，促使制造的自動化控制能力得到提高，支持精細(xì)化生產(chǎn)，獲得了不多的成效。實踐中圍繞高自動化與節(jié)能環(huán)保等方面進(jìn)行創(chuàng)新探索，提出有效的發(fā)展措施。

一、機(jī)械制造自動化的特點

基于現(xiàn)代化生產(chǎn)目標(biāo)，機(jī)械制造自動化的要求不斷提高，具體體現(xiàn)在以下方面：1）使用的生產(chǎn)設(shè)備和控制系統(tǒng)日益復(fù)雜化。2）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷提高，促使自動化和最優(yōu)化以及可靠性相互結(jié)合，帶動著機(jī)械制造過程自動化，從一般自動化朝向集中制造系統(tǒng)發(fā)展，即由原來的數(shù)控機(jī)床和多維計算機(jī)控制設(shè)備向著CIMS發(fā)展。隨著計算機(jī)技術(shù)與智能化技術(shù)等的發(fā)展和應(yīng)用，促使智能化制造系統(tǒng)性能水平不斷提高。通過集成智能機(jī)器人和智能機(jī)床及其智能化控制，面向全球化制造發(fā)展。

二、機(jī)械制造及其自動化的創(chuàng)新與發(fā)展問題

（一）機(jī)械制造自動化的創(chuàng)新

從行業(yè)領(lǐng)域前沿分析，機(jī)器人+智慧工廠的應(yīng)用比較廣泛。部分企業(yè)推出鋼板切割下料全自動分揀系統(tǒng)，以及AI+3D視覺技術(shù)，實現(xiàn)對多類型切割零件的精準(zhǔn)識別抓取以及智能化調(diào)度機(jī)器人等。

構(gòu)建的鋼板切割下料全自動化分揀系統(tǒng)，集成了3D視覺智能化分揀工作平臺以及多機(jī)器人智能化協(xié)同作業(yè)軟件平臺，利用3D視覺技術(shù)與人工智能算法等，打造了自動化分揀系統(tǒng)。在實際應(yīng)用中可實現(xiàn)以下功能：1）鋼板切割件視覺檢測和自動化分割;2）零部件動態(tài)化識別檢測功能;3）高精度姿態(tài)估計功能;4）自適應(yīng)柔性抓取以及智能化規(guī)劃碼放技術(shù)等。在制造方面，可以實現(xiàn)對鋼板切割件的自動化、快速化、精準(zhǔn)化、柔性化分揀，可達(dá)到節(jié)約人力成本的目的，促使產(chǎn)能得到提高。

（二）機(jī)械制造的自動化發(fā)展問題

從制造過程的自動化分析，基于計算機(jī)與人工智能等技術(shù)手段，極大程度上提高了制造的自動化水平。通過集成化制造，促使制造自動化發(fā)展加速。通過不斷地學(xué)習(xí)和優(yōu)化以及研制，推動著我國機(jī)械制造自動化水平不斷提高，同時實現(xiàn)精密配件加工快速發(fā)展。不過由于精密加工技術(shù)還處于研發(fā)創(chuàng)新階段，還存在著很大的優(yōu)化空間。我國機(jī)械制造及其自動化發(fā)展不平衡，在應(yīng)用方面高低落差很大，從設(shè)備先進(jìn)度與產(chǎn)品質(zhì)量等方面還有著很大差距。推進(jìn)機(jī)械制造自動化發(fā)展，需要保持穩(wěn)定發(fā)展，經(jīng)過充分學(xué)習(xí)和研究，自主研發(fā)更多的新技術(shù)。

三、機(jī)械制造及其自動化的未來發(fā)展

（一）集成化

基于機(jī)械制造自動化的需求，為滿足多樣化需求，未來將會集成更多的技術(shù)手段。從機(jī)械制造自動化的關(guān)鍵技術(shù)層面分析，主要如下：1）計算機(jī)綜合制造技術(shù)。基于現(xiàn)代化機(jī)械制造管理理論和自動化技術(shù)，集成計算機(jī)技術(shù)，來實現(xiàn)對機(jī)械生產(chǎn)環(huán)節(jié)的調(diào)控，常用特種加工技術(shù)和數(shù)控技術(shù)等，支持自動化制造。在計算機(jī)綜合制造技術(shù)出現(xiàn)前，上述技術(shù)都是分開發(fā)揮作用，可優(yōu)化某個環(huán)節(jié)，不過難以降低工程成本和提高效率。采用集成化理念和技術(shù)，實現(xiàn)對單獨技術(shù)的結(jié)合，形成集成化系統(tǒng)，同時搭建信息分享與數(shù)據(jù)模型平臺，實現(xiàn)有效協(xié)調(diào)，達(dá)到節(jié)約成本和提高效率的目的。除此之外，采用CAD技術(shù)輔助機(jī)械制造自動化。未來，引入專家系統(tǒng)，將會促使機(jī)械制造達(dá)到智能化水平。2）模糊控制技術(shù)。基于模糊控制器，通過自主學(xué)習(xí)，采集實時化細(xì)膩，進(jìn)而實現(xiàn)對被控制量的調(diào)整，達(dá)到優(yōu)化自動化系統(tǒng)的效果。3）人工智能與專家系統(tǒng)以及智能傳感器技術(shù)。采用的FMS系統(tǒng)，即柔性制造系統(tǒng)，基于專家系統(tǒng)實現(xiàn)人工智能化，來解決制造環(huán)節(jié)的問題，例如設(shè)計和預(yù)測以及故障查找等。利用專家系統(tǒng)，借助各類經(jīng)驗與理論知識，支持柔性制造系統(tǒng)的自動化。結(jié)合利用人工智能技術(shù)與專家系統(tǒng)等，促使智能化水平得到提高。隨著各類技術(shù)的不斷集成化，能夠解決更多的機(jī)械制造問題，促使自動化水平得到提高。

（二）高精度

從機(jī)械制造及其自動化的應(yīng)用需求分析，在加工過程方面對效率有著更多的要求。例如，高速切削與強(qiáng)力切削等。除此之外，對機(jī)械制造的質(zhì)量與精度，比如0.1m與0.01gm等，促使動態(tài)效應(yīng)水平得到提高。這需要將加工過程視作為動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究，圍繞需求與技術(shù)挑戰(zhàn)進(jìn)行分析，提出優(yōu)化的措施，保障技術(shù)的應(yīng)用價值。加大對機(jī)械制造自動化技術(shù)的研究力度，促進(jìn)技術(shù)不斷地創(chuàng)新和優(yōu)化，保障制造的水平得到提高。

（三）智能化

基于信息化背景，人們對自由和便捷生活的追求不斷增加，智能化成為很多領(lǐng)域發(fā)展的主要方向。在機(jī)械制造與自動化方面，面向中國智能2050目標(biāo)，通過引入新技術(shù)和新手段，提高智能化水平。例如，利用仿真技術(shù)與監(jiān)測技術(shù)以及數(shù)字化控制技術(shù)等，適應(yīng)智能化發(fā)展，促使制造水平得到提高。利用基于互聯(lián)網(wǎng)搭建的監(jiān)視系統(tǒng)，能夠有效控制人工生產(chǎn)制造誤差，促使故障發(fā)生問題得到有效排查，進(jìn)而提出有效的解決方案，實現(xiàn)對機(jī)械制造全過程的監(jiān)控與精準(zhǔn)控制，提高管理的水平和質(zhì)量[1]。

（四）節(jié)能環(huán)保

基于虛擬化技術(shù)，促使機(jī)械制造環(huán)節(jié)的節(jié)能環(huán)保水平得到提高。目前，機(jī)械制造領(lǐng)域的生產(chǎn)，多數(shù)需要進(jìn)行實驗驗證再投產(chǎn)，使得資源浪費問題突出，促使制造成本增加，并且延緩了發(fā)展速度。基于計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)機(jī)械制造自動化，可以實現(xiàn)虛擬實驗成現(xiàn)實，促使機(jī)械設(shè)計效率得到提高[2]。通過深度挖掘信息的價值，提高數(shù)據(jù)信息共享度，能夠助力機(jī)械制造全過程的遠(yuǎn)程監(jiān)控，其中節(jié)能監(jiān)控為重點，可以及時發(fā)現(xiàn)節(jié)能問題，為節(jié)能降耗的設(shè)計提供更多地支持與幫助，提高制造的節(jié)能環(huán)保水平。從節(jié)能環(huán)保管理方面，采用信息化技術(shù)手段，可達(dá)到降低能源消耗促進(jìn)環(huán)境保護(hù)目的，實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用的價值[3]。

結(jié)語：

綜上所述，機(jī)械制造及其自動化的應(yīng)用，對提高制造的精準(zhǔn)化與準(zhǔn)確性以及效率等，有著重要的意義。從實際應(yīng)用的角度分析，機(jī)械制造及其自動化正在不斷地創(chuàng)新和優(yōu)化，涌現(xiàn)出很多新技術(shù)，未來機(jī)械制造及其自動化將會朝向集成化、智能化以及虛擬化方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐康.機(jī)械制造及其自動化的發(fā)展趨勢分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（10）：180-181.

[2]顧懂懂.機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的設(shè)計原則及發(fā)展趨勢[J].科技與創(chuàng)新，2021（06）：165-166.

[3]韓小佩.機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的優(yōu)勢及發(fā)展趨勢初探[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（05）：156-157.

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