浅谈机械制造自动化的特点及发展趋势

栾星亮

摘 要：机械制造及其自动化研究机械制造理论、制造技术、自动化制造系统和先进制造模式。机械制造及其自动化是将机械设备与自动化通过计算机的方式结合起来，为节省人工和简便操作提供技术支持，使传统的机械加工得到质的飞跃。机械制造自动化的出现极大提高了工作效率节省人力，提高生产效率，降低成本，在工业制造中尤为重要。

关键词：自动化；工艺；技术

1.机械制造自动化技术应用现状

从机械制造应用自动化来看，个别国家的相关先进工艺已达到相当成熟的地步，其发展程度是我国目前的技术水平无法比拟的。我国应用水准并不高、机床上也极少应用自动化技术，和其他发达国家相比较在质量上、品种上以及使使用上都还有一定的差距。发展的也十分不平衡，一些重工业基地已完全实现机械制造现代化，而一些较落后地区仍在利用传统的生产模式。因此，如何促进我国机械制造行业平衡发展，提升行业整体技术水平，提高国家整体机械制造自动化水平的主要攻克方向。

先进的自动化技术是用到计算机辅助机械加工，通过智能化的电脑去处理更多的较为复杂的问题，发展自动化技术要从实际中加强推广，不但要具备发动机，还必须要具备配套的自动化控制元件与系统，有关人员要具有关注零部件检测、计算机技术以及电子学自动化。

使用程序数控机床，将可靠高效计算机使用到自动化生产线、生产信息系统以及自动化控制系统各个方面。在应用自动化生产之时，要应用伺候系统、自动化检测以及自动化控制等，使用自动控制理论与微电子技术进行运算、交换、决策、判断以及存储等，将机械制造和自动化技术有机结合，依靠科学进行机械制造。

机械制造及其自动化适应了市场需要、创新设计、工艺技术、生产过程组织与监控、市场信息反馈在内的工程系统。它是不断更新发展的一种高新技术体系。具体主要包括成组技术（GT）、计算机辅助设计与制造（CAD＼CAM）、计算机辅助工艺规程设计（CAPP）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、敏捷制造系统（AM）以及快速成型制造系统（RPM）。

2.生产自动化的特点

2.1劳动生产率的提高

完全通过机械来对产品进行加工，在很大程度上减少了传统的人工操作所带来的失误，从而有效提高了产品合格率。通过机械制造自动化技术，可保证制造精度在较小的范围内波动，提升产品合格率，提升企业效益。同时，转变了传统的劳动形式，解放了大量工人劳动力，之前由人工完成的工作转变为由机器完成，使产品质量和生产效率得到大幅度提升，节约了资源，提高了资源利用率，降低了生产成本，提高了企业的效益。

2.2保护环境

作为一个企业，也保护环境、爱护生态是不容推卸的义务。机械制造行业由于对生态环境破坏较大，更应主动担当起保护生态环境的责任。在机械制造自动化技术中融入节能环保的理念。具体来说，从机械设备的设计、选材、制造到维护、回收，各个环节均要考虑环保因素。通过选用环境友好型材料，采取对环境影响较小的方式进行加工处理，定期进行维护以延长使用寿命，对报废件进行回收以循环利用材料，可最大限度减少对环境的破坏，从而达到很好的生态效益。

2.3具有较高的安全性能

与传统生产过程相比，机械制造自动化技术在应用时具有较大安全性。通过进行程序的设定，该技术可在发生危险时自动停止运行并报警提醒，从而遏制危害的进一步扩大，最大限度降低事故发生率，保障人员生命安全，减少企业财产损失。同时，该技术还能在芯片等高精度电子元件的加工上进行应用，从而提升市场竞争力，为企业带来更高的收益。

2.4应用范围广

机械制造自动化技术在现代工业中得到了十分广泛的应用，主要原因在于该技术具备强大的复合功能，可在不同工作环境中发挥相应的作用。由于该技术在理论和实际中具有双重重要性，通过对其机械设备进行改造，便可达到不同的精度和效率，适应范围较广泛。一项技术的发展就可能促进整个工业领域的生产能力的发展，为解放劳動力提供更为成熟的技术支持。

3.现代制造技术以及其功能

3.1成组技术

成组技术是针对于生产中需要把大批量的生产的先进工艺和高效设备以及生产方式用于中小批量产品的生产组织方式。

成组技术是充分利用事物之间的相似性，将许多具有类似信息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法来解决这一组研究对象的生产技术问题，这样就可以发挥规模生产的优势，达到提高生产效率、降低生产成本的目的。由于很多零部件在尺寸、形状、精度、表面质量和材料方面具有这种相似性，因此在加工工序安装定位机床设备以及工艺流程路线等各个方面也都呈现出一定的相似性。成组技术就是对零件的形似型进行标识、归类和应用，以便形成更容易管理的数据库。

零件的编码就是用一串数字和英文字母来描述零件的设计和工艺基本特征的信息。它是标识相似性的手段，依据编码按照一定的相似性和相似程度再将零部件划分为加工组，因此他是组成技术的重要内容，其合理与否将会直接影响到成组技术的经济效果

3.2分类编码系统

计算机辅助设计是在计算机硬件与软件的支持下，通过对产品的描述、造型、系统分析、优化、仿真和图形处理的研究，完成产品的全部设计过程，并且最终输出满意的设计结果和产品技术图形。

计算机辅助制造有广义和狭义两种，广义的CAM一般是利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造的整个流程的活动，包括工艺过程设计、工装设计、NC自动编程、成产作业计划、成产控制、质量控制等。狭义的CAM是指NC程序编程，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀位轨迹仿真以及NC代码生成等。

3.3计算机辅助工艺规程设计

它是机械制造生产过程中的一项重要的技术准备工作，是产品设计与制造之间的链接纽带。零件加工工艺过程中涉及的问题很多，所以编制工艺流程比较复杂。由于编制人员的生产经验和参考资料不同，同一个零部件可能会编制出不同的工艺流程，传统的工艺设计方法需要大量的时间和丰富的实践经验，工艺设计的质量在很大程度上取决于工艺人员的水平和主观性。这使得工艺设计很难做到最优化和标准化。数控机床的出现有效的弥补了这一个问题，为零件加工工艺的规程创造了条件。

3.4柔性制造系统

成组技术能够有效的解决外形结构和加工工艺相差不大的工件的加工，但是它不能够很好的解决多品种、中小批量生产的自动化问题，柔性制造系统很好的解决了这一问题。柔性制造系统是由计算机控制的、以数控机床设备为基础和以及物料输运系统连成的、能形成没有固定加工工序和节拍的自动加工制造系统。

3.5计算机集成制造系统

生产技术的高度发展要求设计与制造在产品生产中的有机结合，实现一体化，从而发展形成集成制造系统。用计算机网络将产品生产全过程的各个子系统有机的集合成一个整体，以实现生产的高度柔性化、自动化和集成化，从而达到高效率、高质量、低成本的生产目的。

3.6敏捷制造技术

敏捷制造技术是企业采用现代通讯手段，通过快速配置各种资源（包括技术、管理和人）以有效的协调方式响应用户需求，实现制造的敏捷性。

综上，要依据我国的国情，合理使用自动单机与自动线技术，让企业获得一定的经济利益，如果产品品种比较多就应该快速的调整设备，实现生产自动化，合理运用计算机，提高生产效率。西方发达国家正不断通过将纳米技术、微米技术以及复合加工技术等融入到机械制造自动化技术中来实现对现有技术的改革和创新。