機械制造自動化技術特點與發展趨勢

潘紅軍

（山東省德州市樂陵市鄭店鎮人民政府，山東 德州 253618）

0 引言

為了滿足我國工業建設發展需求，當前機械制造行業發展不斷取得突破，機械制造加工各項核心工藝在創新中取得良好發展態勢，我國許多機械制造工藝已經走在世界前列[1]。自動化技術的應用，對機械制造行業產生深刻影響，通過與自動化技術相結合，能夠有效提高機械制造效率，同時提高機械加工精度，滿足多種不同高精度機械設備對于加工制造工藝的要求，自動化技術已經成為促進我國機械制造行業發展，以及提高我國工業綜合實力的重要內容[2]。

1 機械制造技術基本特征闡述

1.1 系統性特征

機械制造技術并不是一個單獨的技術系統，而是將計算機技術、傳感技術、自動化技術以及其他類型的信息技術進行深入融合，從而構成具有系統性的制造技術[3]，不僅能夠完成對機械產品的設計、制造，同時涉及機械產品的后續維護等工作，所以在對機械制造技術進行研究的過程中，必須明確機械制造技術的系統性特征，將多項技術視為一個整體，才能夠在真正意義上明確機械制造技術的關鍵要點，構建具有完整自動化系統的機械制造技術模式[4]。

1.2 綜合性特征

機械制造技術發展的主要目的是提高機械產品加工制造效率和產品質量，從而促進企業乃至國家制造業競爭力提高，所以關于機械制造技術的研究不能只停留在產品的制造和生產，而是需要覆蓋機械產品設計、加工、制造、維修、保養等多個領域，明確機械制造技術的綜合性特征，才能夠保障機械制造技術創新與發展[5]。

1.3 全球性特征

在經濟全球化的發展形勢下，機械制造技術已經成為影響國家綜合競爭力和國家綜合實力的重要指標，機械制造技術水平能夠決定國家在全球市場中的競爭力，所以關于機械制造技術的研究必須準確把握國際市場發展形勢，才能夠在國際競爭中占有有利位置，從而不斷提高我國機械制造行業實力[6]。

2 機械制造自動化技術特點及其發展趨勢研究

2.1 機械制造自動化特點分析

機械制造自動化是現代科學技術發展催生的產物，是知識經濟時代中的重要組成部分，是對傳統機械制造技術的升級和創新，在新技術領域占有重要位置[7]。綜合來看，機械制造自動化特點主要包括如下幾項：（1）自動控制模式。機械制造自動化的核心是采用自動控制模式代替傳統人工控制，通過采用計算機、芯片以及相應的邏輯程序，機械加工制造流程則能夠按照所設定的程序自動化運行，機械制造過程中不需要工作人員干預，產品加工制造整體工藝施行全部由控制器指令實現，通過計算機的控制能夠全面提高機械加工生產效率，是當前機械加工制造行業的主要發展方向。（2）高效化特點。因為機械制造自動化采用程序作為控制核心，從而避免傳統人工控制模式下，控制效果會受到人為主觀因素影響的問題，機械產品的加工制造效率能夠得到很大提升，生產同一機械產品其加工效率能夠提高30%—80%，機械產品的復雜程度越高，則生產加工效率的提升效果越好[8]。（3）高精度特點。因為機械制造自動化采用計算機軟件和程序作為控制主要控制方式，其全部加工制造工藝都按照所設定的程序指令進行，所以能夠在很大程度上避免產品加工制造出現參數錯誤、操作失誤等問題，能夠滿足當前機械產品的高精準度需求，所以在機械產品制造中的應用效果得到很大提升，所制造的機械產品參數更加精確，與設計方案的偏差能夠得到有效控制。（4）節能化特點。機械加工制造會消耗大量的原材料和資源，傳統機械制造技術的控制精準度較差，所以在制造過程中會產生嚴重的資源消耗和能源浪費問題，而通過采用機械制造自動化技術，能夠對機械產品加工制造實現全過程、高準確性控制，從而減少資源浪費問題，按照產品設計方案，能夠將材料、資源以及能源最大化利用，從而建設綠色化、節能化機械制造模式，符合當前機械制造行業的發展方向[9]。（5）智能化特點。隨著自動化技術研究不斷取得突破，在機械加工制造領域所應用的自動化技術，逐漸與智能化技術相結合，智能化技術具有深度學習功能，且能夠根據機械產品加工實際情況，對加工工藝進行優化調整，從而避免機械產品加工出現質量問題，智能化技術在機械制造自動化中的應用，在很大程度上促進加工生產效率提升，同時能夠更好地滿足機械產品加工制造要求[10]。

2.2 機械制造自動化發展趨勢

機械制造自動化是實現機械制造全過程自動化的基礎，能夠提高加工生產效率、降低企業生產成本，產生極大的正向推動作用。根據當前機械制造行業對于自動化技術的應用情況來看，其發展趨勢主要體現在以下幾個方面：（1）以生產為基礎的發展趨勢。機械制造自動化在發展過程中，體現出與產品制造的實際需求結合不斷緊密的特點，關于機械制造自動化的研究主要集中在如何提高實際生產效率、如何提高產品質量等方面，以機械制造的生產需求為主要切入點，在自動化技術應用期間不斷與實際生產情況相結合，從而使得機械制造自動化與生產需求的匹配性不斷提高，例如系統技術、人機一體化技術以及環境控制技術等，都能夠滿足機械產品實際生產需要，從而將自動化技術的優勢得以最大化發揮，是當前機械制造自動化技術發展的主要趨勢。（2）智能化、虛擬化發展趨勢。機械制造自動化是在智能化技術中發展形成的，是人機合一的智能系統，具有邏輯分析、工藝優化等多線該功能，機械制造自動化為生產人員提供高效率的人機互動模式，同時為管理人員創造有利條件；虛擬化也是當前機械制造自動化的重要發展趨勢，通過采用計算機軟件對技術進行模型建立、虛擬演示等，以數據作為核心點構建虛擬的技術模擬空間，從而能夠對技術進行優化，虛擬化的方式能夠減少企業生產成本投入，同時能夠避免資源浪費的問題出現，從而提高機械制造自動化技術的節能環保性，有利于機械制造自動化技術發展和創新。（3）人性化發展趨勢。機械制造自動化技術的應用能夠減少人力成本投入，且機械制造具有重復性、高強度以及危險性等特點，利用自動化控制模式能夠將更多的人力從機械制造流程中解放出來，從而降低工作人員作業強度，避免工作人員出現人身危險問題，符合以人為本的發展理念，是當前機械制造自動化技術的主要發展趨勢。例如，通過采用機械手臂對產品制造進行控制，制造人員只需要對生產過程進行監督和調整，而不需要完成換刀等危險且重復的生產作業，在人性化發展趨勢的指導下，機械制造自動化技術的水平不斷提升[11]。

3 機械制造自動化技術的實踐應用

為了更加明確機械制造自動化技術的特點以及其未來發展趨勢，本文通過結合機械制造自動化的實踐應用方式，利用機械加工中所采用具有自動化特征的機械手臂作為研究對象，對其生產實踐和技術優勢進行分析。

首先，在機械產品的焊接作業中，焊接是機械制造工藝中的核心環節，但是焊接工藝容易受到人為因素的影響，且部分焊接工藝需要處于高溫高壓環境下進行，對于作業人員的生命安全會產生極大影響。將具有自動化功能的機械手用于焊接工藝中，能夠按照程序指令完成伸縮、回轉、彎曲、轉動以及扭轉等人工作業方式，從而代替人工完成復雜、危險的焊接作業[12]。其次，在機械加工過程中，機械手能夠替代人工根據程序指令完成打磨、拋光以及清理等工作，同時能夠提高機械加工效率。例如，采用自動化機械手完成數控機床的刀具切換，在計算機發出控制命令后，就能夠實現自動取刀、自動換刀的過程，在信號傳感器接收到程序指令后，自動化機械手會自動移動到需要更換切削刀具的位置，提前在刀庫中準備好的刀具會通過傳送帶自動傳送到相應的位置，刀具到達指定點位后，計算機系統會收到反饋，從而對工業機械手發出取刀的指令，該控制流程能夠在很短的時間內實現，能夠全面提高機械加工生產效率。以機械手為代表的機械制造自動化技術，在機械產品制造的實踐中取得良好應用效果，是提高機械生產效率、產品質量以及作業安全性的重要技術保障。

4 結語

綜上所述，本文全面闡述了機械制造技術的基本內容，同時對機械制造自動化技術的特點和發展趨勢進行分析，最后舉例論證機械制造制動化技術在生產實踐中的具體應用，希望能夠對我國機械制造行業發展起到一定的借鑒和幫助作用，從而促進機械制造行業高質量發展。