機械自動化在機械制造中的應(yīng)用研究

趙育陽，朱遠海，王海潮（安徽東風機電科技股份有限公司，安徽 合肥 231202）

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機械自動化在機械制造中的應(yīng)用研究

趙育陽，朱遠海，王海潮（安徽東風機電科技股份有限公司，安徽 合肥 231202）

隨著科學技術(shù)的發(fā)展與進步，社會生產(chǎn)活動機械化程度越來越高，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)幾乎離不開對機械設(shè)備的運用，機械技術(shù)逐漸被應(yīng)用到各個領(lǐng)域當中，尤其工業(yè)領(lǐng)域。機械設(shè)備應(yīng)用能提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人力物力，降低生產(chǎn)成本，保障生產(chǎn)質(zhì)量，是推動經(jīng)濟進步的核心力量，現(xiàn)如今生產(chǎn)活動已對機械設(shè)備產(chǎn)生依賴性。而機械自動化技術(shù)在機械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，則能降低機械制造設(shè)計成本，彌補傳統(tǒng)技術(shù)手段的不足，有效提升生產(chǎn)效率，減少人力物力投入。本文將針對機械自動化在機械制造中的應(yīng)用展開研究。

機械制造；機械設(shè)備；機械自動化；應(yīng)用

引言

新時代背景下，經(jīng)濟發(fā)展速度不斷加快，社會活動中與企業(yè)生產(chǎn)中對機械設(shè)備需要量越來越大，對其性能要求也隨之提高，傳統(tǒng)機械制造生產(chǎn)技術(shù)逐漸無法滿足時代和市場發(fā)展需求。毫無疑問將機械自動化技術(shù)應(yīng)用到機械制造領(lǐng)域中是時代和行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。通過機械自動化技術(shù)，能解決傳統(tǒng)機械制造過程中產(chǎn)生的很多問題，縮短產(chǎn)品制造生產(chǎn)周期，降低勞動強度和生產(chǎn)難度。機械自動化技術(shù)融入后，整個生產(chǎn)過程便能實現(xiàn)自動化、智能化，無人化或少量人員操作的生產(chǎn)。因此，機械制造領(lǐng)域應(yīng)積極應(yīng)用機械自動化。

1　機械自動化技術(shù)

機械自動化技術(shù)是自動化技術(shù)與機械技術(shù)的完美融合，顧名思義，指機械設(shè)備能夠在不借助人類的外力輔助下，自動完成一系列生產(chǎn)作業(yè)步驟（如圖1）［1］。機械技術(shù)與自動化技術(shù)融合，使得機械設(shè)備生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量大大提高，甚至來代替人工勞動，實現(xiàn)降低生產(chǎn)勞動強度，節(jié)約生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)時間，以提高生產(chǎn)靈活性，解決傳統(tǒng)生產(chǎn)條件下，人力資源不足，人為操作錯誤等一系列問題，目前該技術(shù)已廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域當中，尤其工業(yè)生產(chǎn)。機械自動化技術(shù)發(fā)展至今，大致上已經(jīng)歷了四個階段［2］。20世紀初，機械自動化技術(shù)開始萌發(fā)，成為帶動工業(yè)發(fā)展的源動力。70年代，微處理技術(shù)融入機械自動化領(lǐng)域，機械設(shè)備自動化水平全面。90年代，傳感技術(shù)與智能控制技術(shù)融入機械自動化領(lǐng)域，使機械自動化實現(xiàn)智能化自動控制，機械自動化技術(shù)發(fā)展到一個新階段階段。21世紀，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到機械自動化領(lǐng)域，其技術(shù)水平明顯提升，設(shè)備操作與控制進度越來越高，其應(yīng)用效果是人工生產(chǎn)無法比擬的，能有效提高企業(yè)競爭實力。

圖1　機械自動化設(shè)備

現(xiàn)代機械自動化技術(shù)中更融入了大量高新技術(shù)，形成了一個計算機集成制造系統(tǒng)，來實現(xiàn)設(shè)備運行自動化與智能化，達到低耗高產(chǎn)目的。當前機械自動化技術(shù)發(fā)展水平已成為衡量國家綜合實力的重要指標，積極推廣和應(yīng)用機械自動化技術(shù)勢在必行。

2　機械自動化在機械制造中的應(yīng)用

2.1應(yīng)用優(yōu)勢

現(xiàn)代社會生產(chǎn)中機械設(shè)備已成為主要生產(chǎn)力，人類社會已對機械設(shè)備傳輸依賴性。新經(jīng)濟環(huán)境下生產(chǎn)活動對機械設(shè)備的需求量越來越大，同時也對機械設(shè)備性能及精密程度與制造質(zhì)量提出更高要求，這使得傳統(tǒng)機械制造技術(shù)逐漸難以滿足機械制造行業(yè)發(fā)展需求，機械自動化技術(shù)融入機械制造領(lǐng)域成為必然趨勢［3］。基于機械自動化技術(shù)背景下的機械制造生產(chǎn)，不僅機械設(shè)備能更精準、更高效，能代替人工完成生產(chǎn)制造工作，而且一些具有危險性的工序，完全可實現(xiàn)自動化完成，無需人為干涉，更去除了繁重、復(fù)雜的人工操作，簡化了生產(chǎn)流程，降低了事故率。另一方面，傳統(tǒng)機械制造生產(chǎn)中機械設(shè)備故障，通常需要工作人員憑借經(jīng)驗自行判斷，機械設(shè)備自身不會發(fā)出故障警報或信號，所以故障隱患很多時候無法及時發(fā)現(xiàn)，一些設(shè)備“帶病”運作，不僅會導致設(shè)備損壞，甚至會帶來安全隱患。而在機械自動化技術(shù)融入后，機械設(shè)備便能實現(xiàn)運行狀態(tài)及故障的自動檢測與監(jiān)控，若機械設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)異常或存在故障隱患，則會自動發(fā)出警報和提示，并對輕微部分故障進行自動處理，能有效避免故障點擴大，防止設(shè)備損壞。這有效提高了機械設(shè)備運維效率，降低了維護成本，保障了機械設(shè)備運行安全性與可靠性。

2.2具體應(yīng)用

當前機械設(shè)備對零件精度較高，部件形狀和結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜，人工制造計算控制難度大，很多工序難以實現(xiàn)，尤其是一些特殊曲面，如，翼板零件。因此，只有通過機械自動化技術(shù)，采用數(shù)控機床加工的方式，運用三維模型自動生成NC程序，在將該程序后置處理后導入數(shù)控機床進行加工，實現(xiàn)自動化、現(xiàn)代化的機械制造。機械制造自動化中融入了CAD/CAM/CAE等一體化三維軟件。在生產(chǎn)過程中，用戶通過預(yù)先設(shè)定生產(chǎn)制造程序和參數(shù)的方式，使機械設(shè)備自動循環(huán)完成生產(chǎn)程序。如機械設(shè)備零件加工中，人工生產(chǎn)特殊曲面難以實現(xiàn)，便可運用Pro/E建立CAD模型，并生成NC程序保證零件加工質(zhì)量，使零件細節(jié)符合設(shè)計和加工要求，形成合格曲面（如圖2）。機械設(shè)備制造生產(chǎn)中CAD模型的建立，影響著生產(chǎn)質(zhì)量，關(guān)系著機械設(shè)備性能。模型建立中需用到工具是：UCS、實體編輯器、建模、視覺樣式。模型建立后需進行參數(shù)化設(shè)計，使模型和制造程序，符合設(shè)計要求，可通過CREATE LOCAL GROUP生產(chǎn)用戶自定義UDF，并生成GPH文件，文件生成后，采用PROGRAM方法，進行參數(shù)調(diào)整。具體調(diào)整中，需要考慮到機械設(shè)備特征與設(shè)計要，將機械設(shè)備運行狀態(tài)考慮在內(nèi)，然后再將參數(shù)放入INPUT模塊，運行程序。在CAM加工階段，要加工精度。

3　機械自動化制造發(fā)展趨勢

通過前文分析不難看出，機械自動化技術(shù)融入機械制造領(lǐng)域的重要意義，這二者的有機結(jié)合，必然能使社會機械化進入一個新階段，全面提升機械制造水平，成為促進經(jīng)濟發(fā)展的核心動力。下面通過幾點來分析機械自動化制造發(fā)展趨勢：

圖2　機械設(shè)備模型圖

3.1集成化

毫無疑問，當前集成化已成為機械自動化發(fā)展的主流趨勢，各類高興技術(shù)都在融入機械自動化制造領(lǐng)域。例如，近些年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融入，使得機械設(shè)備自動化化制造的智能控制水平越來越高，集成功能越來越強大，故障率越來越多低［4］。此外，很多企業(yè)還將自動化信息管理系統(tǒng)融入了進入，功能性與應(yīng)用優(yōu)勢越來越明顯。通過對機械自動化技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)能降低生產(chǎn)成本，提升利潤，以有效資源獲得最大化利潤。

3.2智能化

就目前來看，顯然智能化是機械自動化制造發(fā)展的主要特征，大量智能技術(shù)，傳感技術(shù)，控制技術(shù)的融入，使得機械自動化智能程度越來越高，決策控制精度明顯提升，很多自動化機械設(shè)備甚至融入了模擬技術(shù)，通過智能化模擬人類思考活動，完成一系列人工操作，提升生產(chǎn)水平，解決生產(chǎn)中可以出現(xiàn)的問題，尤其是危險工序的操作［5］。

3.3綠色化

工業(yè)化的快速發(fā)展，帶來了一系列工業(yè)污染問題。自然環(huán)境是人類生存發(fā)展，經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ)。工業(yè)污染已使人們感受到危機感，人們越來越關(guān)注工業(yè)生產(chǎn)中的環(huán)保問題。因此，未來自動化機械設(shè)備，必然要強調(diào)綠色與環(huán)保。因此，自動化機械設(shè)備將融入大量的節(jié)能技術(shù)與環(huán)保技術(shù)，降低機械制造過程中的排放與污染，進行綠色化生產(chǎn)，以保護環(huán)境。

4　結(jié)束語

機械設(shè)備是當今人類社會生產(chǎn)活動中不可缺少的重要工具，是加速工業(yè)化進程的源動力。但顯然當前傳統(tǒng)機械制造技術(shù)手段，已無法滿足用戶及市場對機械設(shè)備制造的要求，融入機械自動化技術(shù)已成為必然趨勢。機械自動技術(shù)的融入，能全面提升機械制造水平，降低生產(chǎn)成本，提高機械設(shè)備性能與質(zhì)量，推廣機械自動化技術(shù)具有重要意義。

［1］李瓷炫.機械設(shè)計制造中的自動化技術(shù)的選擇和應(yīng)用探析［J］.浙江機械學院，2013，11（14）：132～135.

［2］徐 健.機械設(shè)計制造及其自動化的設(shè)計原則及發(fā)展趨勢［J］.中國房地產(chǎn)業(yè)，2015，Z2：149.

［3］李鳳祥.基于機械自動化技術(shù)下的工業(yè)機械設(shè)備制造發(fā)展［D］.吉林大學，2014，13（03）：119～126.

［4］徐 釗.機械自動化技術(shù)融入機械制造的優(yōu)勢［D］.武漢理工大學，2015，11（14）：132～136.

［5］李鳳祥.如何利用自動化技術(shù)提升機械制造水平［D］.吉林大學，2014，13 （03）：119～126.

2016-5-20

TH16

A

2095-2066（2016）16-0240-02