機械制造過程的自動化控制方法分析

周前峰

摘要：機械自動化是機械制造產業發展的必然趨勢，也是機械制造信息化建設的必然結果，相關人員在將機械制造和自動化技術以及相關的控制方法結合在一起時，應首先對機械自動化技術的內涵和概念進行了解，然后基于其優勢，對機械自動化在機械制造中的應用特點進行研究，對機械制造中的自動化控制方法進行分析。

關鍵詞：機械制造；自動化；控制方法

現代的機械制造同時具備了機械化和信息化特點與優勢，機械化方面的揚長避短，使得機械制造更加靈活，而信息化方面的優勢則使機械制造水平更高。信息化下的機械制造智能化、自動化以及集成化程度更高，這會使機械零部件更加精細。在機械制造信息化建設中，自動化控制技術得到了發展。該技術可對機械制造過程進行控制，使相關的機械制造信息都得到有效分析、處理，使產品生產效率也提高。

一、機械自動化技術概述

機械自動化技術是信息技術、自動化控制技術等多種高科技與傳統機械制造技術相互集成的綜合性技術，該技術可以應用在機械生產制造的所有流程環節中，這意味著所有操作都是在實時監測、控制中完成的，在不斷消除機械制造影響因素的同時，在生產數據采集、分析以及處理中，機械生產的整個流程也變得到了優化與改善，這可有效規避多種生產風險。傳統機械制造生產量以及生產類型有限，在結合自動化技術后，相關的制造裝置可以生產出批量更多，種類更多的產品。現時代機械自動化技術的應用發展正處于方興未艾階段，其還有很多需要深入挖掘的點，相關人員應對兩者繼續研究，以使機械生產制造實現完全自動化，使自動化技術在機械制造中應用優勢更加顯著。

二、機械自動化在機械制造中的應用

（一）智能化的應用

多種先進技術的集成決定了機械自動化控制的智能化特點，這使整個機械制造行業都得到了進步與發展。在智能化要求下，相關人員在利用機械制造技術時，需要對自動化以及智能化控制下的機械制造理念進行更新，并使所有的制造生產人員都接受此觀念，這些觀念還應被徹底執行到機械制造生產每個流程環節中[1]。智能化不僅指技術上的高超，還指產品符合人性化要求，這也逐漸變成機械制造成品的基本要求，這與市場基本導向是直接相關的。對機械制造自動控制中的智能化進行具體分析，可看成將人工智能技術、要求與自動化控制方法的集成，這可使機械性能更加滿足人們需求，在這機械性能中，滲透著人工智能。相關的工作人員在利用自動化控制技術控制機械制造過程時，其本身對人工智能技術和自動化技術等的利用將會更加嫻熟。優秀的員工加上智能化自動控制技術，會制造出更優質的機械制造產品。

（二）虛擬自動化的應用

機械制造需要依賴相關的機械圖紙，在信息化條件下，多種繪圖軟件被引入到機械生產設計中，CAD軟件是應用較廣泛的軟件，該軟件利用計算機繪制出二維或三維機械產品，從而使圖紙的參考價值更大。計算機軟件的應用可使機械產品設計快速完成，快速出圖，出現的設計變更也可在軟件原圖中得到有效修改。CAD軟件中體現的是虛擬自動化技術，這種技術使機械制圖仿真能力增強，也使機械產品設計實現多元化特點，這意味著機械產品種類會增多。在這種虛擬仿真技術的應用下，設計變更會顯而易見，機械產品生產中的故障會減少。

（三）柔性自動化的應用

機械制造生產工藝應與時俱進，滿足市場需求和用戶的高要求，要達到此目的，機械制造企業應源源不斷引入高科技，使機械制造煥發新生機，重新具備應變能力和創新能力。柔性自動化技術便可很好體現這一點，這種技術為機械生產制造產品的更新換代提供了支持，所以產品的結構與種類的調節能力才能跟上市場的變遷[2]。柔性自動化技術在機械制造過程中的應用主要體現在人機界面優化完善中，這會使工作人員對機械生產操控能力增強，使信息系統更加健全，最終可擴展到企業管理等方面。在信息系統完善健全中，工作人員擁有操控信息能力。工作人員可對信息系統進行干預，將其作為市場信息獲取渠道，相關的計算機設備會對這些共享信息進行分析處理，獲得的結論最終會成為市場需求分析定論。所以柔性自動化的應用，可以使機械制造產業和企業更加適應于市場的變化。

（四）集成化的應用

多種高科技的集成可以使機械產品的性能更加綜合，這種集成化在機械生產制造中可以得到更深刻的解釋，即使機械產品生產設計環節、決策判斷環節以及管理等過程產生的信息得到智能分析，使機械生產制造過程監測以及檢測、檢修能力加強，比較關鍵的是這些能力發揮全靠計算機設備級相關的軟件技術，人工雖然可以干預，但在集成化發展中，這種干預會越來越少，信息技術發布的指令將會對機械制造生產形成全面控制。在這種集成化控制下，機械制造產業可打破生產限制和生產規模限制，使資源浪費現象減少，使企業生產規模增加。

（五）敏捷化的應用

自動化技術的應用可以使機械制造多種環節更加靈活、敏捷，這種敏捷化應用不僅可以使機械產品制造效率提高，還可以使信息集成延伸為企業集成。這意味著機械制造產業和企業都會得到良好發展，而這會與機械自動化形成良好的相輔相成關系，所以敏捷化的應用也會促進機械自動化技術的發展。

三、機械制造過程的自動化控制方法

自動化控制方法應用在機械制造流程中，會使機械設備以及設備操作、原材料控制力度加強。在這種作用模式下，相關人員可通過人機界面，對生產環節的應用程序進行更改，機械生產流程中的生產結構也會隨之作出反應，自動投入到下一種產品生產環節中。基于此優勢，相關人員還應將這種控制方法應用到以下方面中。

（一）質量檢驗

自動化技術可對材料質量、設備性能以及產品質量進行檢驗控制，相關人員可從以下兩方面入手，對質量檢驗中的自動控制方法進行研究。其一聚類分析。機械制造過程中應用的設備運行對應著相關的定量分析數據，相關人員可采集正常狀態下的原始數據，作為異常數據的對照，這些異常數據最終會顯示在監測器中，相關人員可對異常數據對應的設備局部進行檢查，該局部便是故障部分，所以相關人員完全可以用數據來檢驗設備的運行狀態[3]。數據分析有多種模式，聚類分析是比較有效的方法之一，相關人員可將機械制造生產中的多種工藝參數作為聚類為分析對象，通過分析結果預測設備運行過程中的故障或質量隱患，預測結果將會對故障檢驗和解決等具有重大參考價值。

其二非參數檢驗。這種檢驗方式對運行參數種類和類型沒有作限制要求，且其對所有參數的兼容性比較強，所有參數都要參與測算，相關人員在利用該檢驗方式時，應做好所有參數的統計收集工作，并對其建立相關的計算系統。在組織機械制造參數時，會遇到很多非參數，這些非參數也要接受檢驗，但其與計算系統不適應，所以相關人員不能將其作為機械控制管理的參考依據。這些非參數也代表了很多機械制造生產信息，為了使信息資源得到有效利用，相關人員還要對其價值進行測評，從中篩選出測評價值較大的信息，將其應用在質量檢測中。非參數控制分析對象并非為所有參數，其會對總體參數分布情況進行調整，使相關的需求在得到滿足，弱化這種架設需求，即使需求設定數值出現錯誤，其最終對機械制造環節造成的影響也會降至最低。這種檢驗方法有好多種，Friedman檢驗、Cochran檢驗等，相關人員還要從中選擇最佳檢驗方法，以使自動化控制在質量檢驗中的應用優勢更加顯著[4]。

（二）生產加工控制

機械生產制造環節需要絕對的自控，任何的失控事項都有可能造成生產偏差，這種偏差最終表現在機械零部件尺寸精度等方面。相關人員要利用自動化技術對生產環節進行控制，使相關的程序以及設備本身不會出現錯誤，使所有的矛盾環節都不會出現，使整個生產流程都更加健全完善順暢。自動化技術要對整個生產流程進行監督和管理，使設備故障和生產障礙能被提前發現，提前修復。自動化技術下的生產環節克服障礙的能力也會提升，這會使生產環節受到數據變化影響減小。在設備應用自動化控制技術的所有環節中，可加入人工干預，這里的人工干預主要指生產運行狀態的檢查監督工作，相關人員可將設備運行數據作為重點監察對象，在出現異常數據時，相關人員還要做好標記，并作出妥善處理。在自動化控制下，相關人員還可應用其對產品種類更換環節進行控制，產品生產種類的更換主要以程序替換為主，相關人員在編程時，還應遵循產品生產規范，使程序運行更加自如，使檢測管理中的自動化加工生產要素產生的影響降至最低。

（三）統計過程控制

機械制造中的自動化控制方法還可表現在統計過程控制中，控制對象為各種運行數據，這些運行數據代表著設備及生產制造所有過程的真實情況，也代表著設備本身的狀態[5]。統計的數據經常被作為設備故障檢修參考。基于此，相關人員可將統計控制過程作為機械自動化控制的基礎標準，在執行統計控制工作時，相關人員還要參考質量檢測數據以及生產運行中的控制數據，這些數據作為輔助數據，要對機械生產制造過程的監督控制起到輔助作用。

為了獲得更加全面、完善的信息，尤其是設備運行故障方面的信息，機械制造產業還要及時引入相關的儀器設備，如檢修儀器以及監測裝置等，相關人員要將這些反映異常數據的裝置與機械制造流程中的設備建立聯系，在連接中，前者可隨時采集后者的運行數據，運行數據異常，在前者預警范圍內，前者中的預警系統會發揮用武之地，使機械生產檢修實現自動化。統計過程控制實際上是通過數據分析來控制生產過程，所以相關人員要將數據處理的一系列工作列為重點內容。統計過程控制中的相關人員還要和專業人員做好交流溝通聯系，以使設備故障檢修得到準確完整的數據支持，如此設備檢修方案會更加有效。在自動化控制工作中，針對統計工作，相關人員可以建立專門的數據統計系統和工程模型，并將兩者聯系起來，使相關人員能通過前者建立對應的后者，后者為數學模型，其可對運行數據進行檢驗，即使數據不準確，也能被有效檢測出來。

（四）故障控制

前三者中的自動化控制方法和故障控制有直接或間接關系，由此可見故障控制的重要性，以及自動化控制在故障檢測中的優勢。故障控制主要通過預防和應以檢修完成。這兩方面都會應用到自動化技術，前者主要通過采集的數據完成預防方案的制定工作，后者主要通過監測故障信息，來獲得故障的具體事項，以第一時間通知維修人員，達到及時檢修故障設備的目的。

結語

機械制造過程中的自動化控制方法可消除機械制造影響因素，使其不會對機械零部件生產過程產生影響，也可以使機械產品質量與生產標準得到保證。另外自動化控制方法還可應用在故障控制、質量控制以及生產、統計控制中。相關人員還要對機械自動化技術進行深度研究，以使其自動化控制優勢得到顯著提高，如此機械制造技術才能滿足日益變化的生產要求，使機械產品更加精細。

參考文獻：

[1]徐維彬.略談自動化控制在機械制造中的應用[J].智能城市，2018，4（12）：150-151

[2]李棟，劉斌.機械加工制造中自動化技術的應用研究[J].內燃機與配件，2018（10）：214-215

[3]謝書凝.探究機械制造與自動化發展[J].中國高新區，2018（02）：161

[4]翟維維，韓宜珂.機械制造過程的自動化控制方法[J].中國標準化，2017（04）：235

[5]杜曉宇.機械制造過程中自動化控制方法分析[J].科技創新與應用，2016（33）：116