淺談機械制造自動化的特點及發展趨勢

欒星亮

摘 要：機械制造及其自動化研究機械制造理論、制造技術、自動化制造系統和先進制造模式。機械制造及其自動化是將機械設備與自動化通過計算機的方式結合起來，為節省人工和簡便操作提供技術支持，使傳統的機械加工得到質的飛躍。機械制造自動化的出現極大提高了工作效率節省人力，提高生產效率，降低成本，在工業制造中尤為重要。

關鍵詞：自動化；工藝；技術

1.機械制造自動化技術應用現狀

從機械制造應用自動化來看，個別國家的相關先進工藝已達到相當成熟的地步，其發展程度是我國目前的技術水平無法比擬的。我國應用水準并不高、機床上也極少應用自動化技術，和其他發達國家相比較在質量上、品種上以及使使用上都還有一定的差距。發展的也十分不平衡，一些重工業基地已完全實現機械制造現代化，而一些較落后地區仍在利用傳統的生產模式。因此，如何促進我國機械制造行業平衡發展，提升行業整體技術水平，提高國家整體機械制造自動化水平的主要攻克方向。

先進的自動化技術是用到計算機輔助機械加工，通過智能化的電腦去處理更多的較為復雜的問題，發展自動化技術要從實際中加強推廣，不但要具備發動機，還必須要具備配套的自動化控制元件與系統，有關人員要具有關注零部件檢測、計算機技術以及電子學自動化。

使用程序數控機床，將可靠高效計算機使用到自動化生產線、生產信息系統以及自動化控制系統各個方面。在應用自動化生產之時，要應用伺候系統、自動化檢測以及自動化控制等，使用自動控制理論與微電子技術進行運算、交換、決策、判斷以及存儲等，將機械制造和自動化技術有機結合，依靠科學進行機械制造。

機械制造及其自動化適應了市場需要、創新設計、工藝技術、生產過程組織與監控、市場信息反饋在內的工程系統。它是不斷更新發展的一種高新技術體系。具體主要包括成組技術（GT）、計算機輔助設計與制造（CAD＼CAM）、計算機輔助工藝規程設計（CAPP）、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS）、敏捷制造系統（AM）以及快速成型制造系統（RPM）。

2.生產自動化的特點

2.1勞動生產率的提高

完全通過機械來對產品進行加工，在很大程度上減少了傳統的人工操作所帶來的失誤，從而有效提高了產品合格率。通過機械制造自動化技術，可保證制造精度在較小的范圍內波動，提升產品合格率，提升企業效益。同時，轉變了傳統的勞動形式，解放了大量工人勞動力，之前由人工完成的工作轉變為由機器完成，使產品質量和生產效率得到大幅度提升，節約了資源，提高了資源利用率，降低了生產成本，提高了企業的效益。

2.2保護環境

作為一個企業，也保護環境、愛護生態是不容推卸的義務。機械制造行業由于對生態環境破壞較大，更應主動擔當起保護生態環境的責任。在機械制造自動化技術中融入節能環保的理念。具體來說，從機械設備的設計、選材、制造到維護、回收，各個環節均要考慮環保因素。通過選用環境友好型材料，采取對環境影響較小的方式進行加工處理，定期進行維護以延長使用壽命，對報廢件進行回收以循環利用材料，可最大限度減少對環境的破壞，從而達到很好的生態效益。

2.3具有較高的安全性能

與傳統生產過程相比，機械制造自動化技術在應用時具有較大安全性。通過進行程序的設定，該技術可在發生危險時自動停止運行并報警提醒，從而遏制危害的進一步擴大，最大限度降低事故發生率，保障人員生命安全，減少企業財產損失。同時，該技術還能在芯片等高精度電子元件的加工上進行應用，從而提升市場競爭力，為企業帶來更高的收益。

2.4應用范圍廣

機械制造自動化技術在現代工業中得到了十分廣泛的應用，主要原因在于該技術具備強大的復合功能，可在不同工作環境中發揮相應的作用。由于該技術在理論和實際中具有雙重重要性，通過對其機械設備進行改造，便可達到不同的精度和效率，適應范圍較廣泛。一項技術的發展就可能促進整個工業領域的生產能力的發展，為解放勞動力提供更為成熟的技術支持。

3.現代制造技術以及其功能

3.1成組技術

成組技術是針對于生產中需要把大批量的生產的先進工藝和高效設備以及生產方式用于中小批量產品的生產組織方式。

成組技術是充分利用事物之間的相似性，將許多具有類似信息的研究對象歸并成組，并用大致相同的方法來解決這一組研究對象的生產技術問題，這樣就可以發揮規模生產的優勢，達到提高生產效率、降低生產成本的目的。由于很多零部件在尺寸、形狀、精度、表面質量和材料方面具有這種相似性，因此在加工工序安裝定位機床設備以及工藝流程路線等各個方面也都呈現出一定的相似性。成組技術就是對零件的形似型進行標識、歸類和應用，以便形成更容易管理的數據庫。

零件的編碼就是用一串數字和英文字母來描述零件的設計和工藝基本特征的信息。它是標識相似性的手段，依據編碼按照一定的相似性和相似程度再將零部件劃分為加工組，因此他是組成技術的重要內容，其合理與否將會直接影響到成組技術的經濟效果

3.2分類編碼系統

計算機輔助設計是在計算機硬件與軟件的支持下，通過對產品的描述、造型、系統分析、優化、仿真和圖形處理的研究，完成產品的全部設計過程，并且最終輸出滿意的設計結果和產品技術圖形。

計算機輔助制造有廣義和狹義兩種，廣義的CAM一般是利用計算機輔助完成從生產準備到產品制造的整個流程的活動，包括工藝過程設計、工裝設計、NC自動編程、成產作業計劃、成產控制、質量控制等。狹義的CAM是指NC程序編程，包括刀具路徑規劃、刀位文件生成、刀位軌跡仿真以及NC代碼生成等。

3.3計算機輔助工藝規程設計

它是機械制造生產過程中的一項重要的技術準備工作，是產品設計與制造之間的鏈接紐帶。零件加工工藝過程中涉及的問題很多，所以編制工藝流程比較復雜。由于編制人員的生產經驗和參考資料不同，同一個零部件可能會編制出不同的工藝流程，傳統的工藝設計方法需要大量的時間和豐富的實踐經驗，工藝設計的質量在很大程度上取決于工藝人員的水平和主觀性。這使得工藝設計很難做到最優化和標準化。數控機床的出現有效的彌補了這一個問題，為零件加工工藝的規程創造了條件。

3.4柔性制造系統

成組技術能夠有效的解決外形結構和加工工藝相差不大的工件的加工，但是它不能夠很好的解決多品種、中小批量生產的自動化問題，柔性制造系統很好的解決了這一問題。柔性制造系統是由計算機控制的、以數控機床設備為基礎和以及物料輸運系統連成的、能形成沒有固定加工工序和節拍的自動加工制造系統。

3.5計算機集成制造系統

生產技術的高度發展要求設計與制造在產品生產中的有機結合，實現一體化，從而發展形成集成制造系統。用計算機網絡將產品生產全過程的各個子系統有機的集合成一個整體，以實現生產的高度柔性化、自動化和集成化，從而達到高效率、高質量、低成本的生產目的。

3.6敏捷制造技術

敏捷制造技術是企業采用現代通訊手段，通過快速配置各種資源（包括技術、管理和人）以有效的協調方式響應用戶需求，實現制造的敏捷性。

綜上，要依據我國的國情，合理使用自動單機與自動線技術，讓企業獲得一定的經濟利益，如果產品品種比較多就應該快速的調整設備，實現生產自動化，合理運用計算機，提高生產效率。西方發達國家正不斷通過將納米技術、微米技術以及復合加工技術等融入到機械制造自動化技術中來實現對現有技術的改革和創新。