机械制造自动化技术的应用与分析

王来成+孟国庆

摘 要：随着社会经济的不断发展，机械制造行业已经成为国民经济增长的重要内容，自动化技术作为机械制造业发展的重要构成部分，其技术水平的高低直接关系着整个行业的发展。基于此，相关部门及管理人员必须重视自动化技术的应用，努力实现创优目标。

关键词：机械制造；自动化技术；现状；应用

1 机械制造中自动化技术的概况

自动化是指机械设备、过程或系统在没人或者人比较少的条件下，按照人的指令要求，通过自动检测、分析判断、信息处理、操纵控制来实现预期目标的过程。机械自动化就是机器或装置通过机械方式将自动化控制实现的过程。机械自动化技术的快速发展极大地推动了机械制造行业的技术水平提高，而且对国民经济各个部门产生了极为重要的影响。在传统的机械生产方式中融入自动化技术可以更好地提高工作效率以及产品质量，降低生产过程中的劳动强度以及生产时间。机械自动化的应用水平体现着一个国家机械设备制造水平。从时间上看，机械自动化技术的发展可分为四个阶段。

第一阶段：上世纪 20 年代至 60 年代，此阶段是机械制造开始发展应用的起始阶段。第二阶段：上世纪 60 年代至 70 年代，伴随着市场发展需要，机械制造业逐渐向自动化方向转变，但由于技术水平的限制，此阶段自动化技术在机械制造中的应用还不能大规模的提高生产效率。第三阶段：上世纪 70 年代至 80 年代，计算机集成制造系统出现了，但由于需要投入巨额资金，致使企业需要承担较大的经济风险，此外当时的技术问题也有限，造成了机械自动化技术在此阶段处于停滞状态。第四阶段：上世纪 90 年代至今，大部分的企业已在生产过程中采用了机械自动化技术。伴随着科技水平不断提高，机械自动化技术也在向前发展。

2 机械制造中自动化技术的应用

1、柔性的自动化

竞争日益激烈的市场要求各大制造企业的应变能力要强，必须要能根据市场的需求进行及时调整自身产品的种类。市场所产生的每一个变化都有可能是一种新的商机，因此笔者认为现阶段的柔性自动化，敏捷制造是其今后的发展趋势。其的主线就是生产高度柔性化产品。mfs的应用研究结果显示，mfs是一种中批量的多品种的生产模式，其在提高企业生产率、确保交货期、提高信息完整可靠以及产品质量等方面均有较好的经济效益。随着实践的不断深入，以往无人化的全自动化的概念逐渐被更新，在自动化的系统之中，人的作用受到越来越多的关注，机械自动化日益向小型化以及多样化的方向转移，因人的作用日益增强，所以对人的素质以及技能方面的要求也在不断提高，企业在发展机械自动化技术的过程中，同时要重视培养员工的机械自动化知识。

2、集成化

计算机集成制造是采取信息技术，对企业全部制造过程进行整体优化的思想，是技术功能以及技术经营的双重集成。企业间的动态集成应以内部的动态集成为目标，加速与国际化、全球化竞争需要接轨。在机械制造技术发展过程中，对于计算机和机械自动化的引进和吸收从未终止。计算机辅助设计、数控加工以及企业管理信息系统等应用也逐步得到了普及应用。从单机到系统，从简单到复杂，从刚性到柔性的转变，最为有效的方法就是对相关技术进行系统集成。随着我国的科研人员开展CIMS工程研究的深入，CAD/CAM、系统集成技术、质量系统工程、管理决策信息系统和数据库等应用均得到了有效覆盖，可以预见CIMS将成为今后机械制造主导生产方式之一。

3、智能化

伴随着现代科技的飞速发展，商品制造技术不再是简单的对商品进行设计以及制造，它已经从最原始的商品概念设计发展为一系列商品的集成活动，所以在另一个层面上来说制造技术是一个把信息处理与功能体系结合起来的多功能技术，也可以称为智能制造技术，这个是一种融合了自动化技术、人工智能、制造技术的先进技术，他不仅具备了某一部分专家的智能功能，还能对自身的运作状态进行监视，能够及时地对故障进行预测并且在出现故障后马上做出应对措施。相较于传统的制造系统，智能制造技术最先进的一点则是它有着自主组织、适应、学习能力，是以往每一种制造技术所不能具备的。目前，已经取得一定成果的智能技术有：智能机器人、智能式故障诊断以及维护系统、制造单元控制系统、智能式cad以及智能式capp，这些研究在全球范围内都引起了一定的反响。智能制造系统的运用从最原始的市场分析、产品设计制造以及加工过程控制、产品生产计划及其材料处理、企业信息管理、设备维护等技术自动化方面，延伸到其自主组织能力与制造环境的集成化层面。总而言之，智能制造系统能给制造技术带来质的飞跃，并且其前景广阔，因此，在制造过程中有必要将其融入自身机械制造环境中。

4、虚拟化

虚拟化的技术通常包括当代制造工艺、计算机的图形学、人工智能、信息与多媒体技术等方面，其中主要以计算机的系统建模及仿真技术为根本，而构成的一种综合多门学科知识的系统技术。虚拟制造通过运用计算机仿真与信息技术，以全面仿真实际活动中的制造过程、信息以及人事物等，便于发现问题以及选取相应的预防对策，进而实现产品的一次成功制造，缩短生产周期，降低生产成本，提高市场竞争力的目标。

3 自动化技术在机械制造中的发展趋势

发展机械自动化技术是以企业的生产和技术发展的需求为目标。我国发展机械自动化技术，应结合实际生产，注重实用，为国民经济的发展提供效益。自动化是一个动态概念，现今它的主要研究表现在制造系统中的集成技术和人机一体化制造系统、系统技术、制造过程的计划、制造单元技术、调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。

先进的自动化技术在控制理论的指导下应用机械制造技术，对人的作用和生产的物流进行研究，在进行研究时，它主要涉及微电子技术、自动控制理论、计算机技术和机械技术，自动化技术的关键是计算机辅助设计，使它能智能化可以处理更多的复杂问题。在发展自动化技术时，要抓好自动化技术应用的工作，以及相关人员要从实际应用工作出发进行推广，不仅要有发展动机，还要有配套发展机械自动化控制系统和元件。发展自动化技术，相关人员必须要关注计算机技术、零件检测、机床装料和电子学自动化，采用对应的程序数控机床，研制高效可靠的计算机应用于生产信息系统、自动化生产线和自动化控制系统等方面。机械自动化的技术基础主要包括传感器、可编程控制器、新型刀具、微处理机、电子计算机、系统软件和控制系统。发展自动化技术的关键是生产水准较高及优良的机电产品。

4 结束语

综上所述，自动化技术已经成为机械制造发展中的重要技术。在机械制造发展中，由于现代科学技术的发展及新村料、新工艺、新设备的涌现，也为工作质量及效率的提升奠定了基础。随着时代的发展，在机械制造发展中应对其自动化技术进行有效控制，只有这样才能为整个行业的发展提供强有力的保障。

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