機械自動化技術在機械制造中的運用探討

李海英，李小梅

隨著時代的不斷進步及工業(yè)科技的快速發(fā)展，對于工業(yè)生產(chǎn)技術水平及工業(yè)技術進步提出了更高的技術要求，不僅需要充分適應當前工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展的實際情況需要，而且還需要將我國現(xiàn)代化工業(yè)科學生產(chǎn)技術逐步融入其中，真正做到可持續(xù)、創(chuàng)新性地求發(fā)展。當前，我國機械工業(yè)生產(chǎn)技術水平仍依然存在較大的技術發(fā)展提升空間，機械自動化技術為較大的技術攻關與結構優(yōu)化發(fā)展方向。為此，下文將重點圍繞工程機械自動化技術在機械制造過程中的實際運用問題進行深談。

1 機械的設計制造過程設計及自動化的內涵

機械的研究設計開發(fā)制造及應用自動化工程包括的研究內容主要有：研究設計與開發(fā)制造相關工業(yè)應用機械設備的新產(chǎn)品，以及對這些機械設備的自動控制及日常運行的技術研究等。在進行理論學習時，要把現(xiàn)代自動化的過程控制系統(tǒng)技術與現(xiàn)代計算機及其他現(xiàn)代的各種信息電子技術設備進行深層次的緊密融合，繼而更好地掌握解決各個行業(yè)的控制技術基礎問題。在我國飛速發(fā)展的工業(yè)現(xiàn)代化和信息時代，計算機與現(xiàn)代信息電子技術兩者的完美結合，給目前的新型機械制造設備智能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢提供了一種有利條件，各式各樣的新型智能化制造機械設備也不斷地大量出現(xiàn)在國際市場中，進入人民大眾的生活視野。計算機與其他信息電子技術在現(xiàn)代機械制造與工業(yè)自動化中一直占有重要地位。目前，伴隨著國家不斷優(yōu)化調整的市場經(jīng)濟發(fā)展結構，對工程機械的研究設計開發(fā)制造及工業(yè)自動化發(fā)展產(chǎn)生了與其相應的重要影響。然而，這并不能直接使其在行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中的主導作用徹底減弱，為了能夠使整個行業(yè)核心競爭力有效率地增強，機械制造與工業(yè)自動化制造行業(yè)充分利用電子信息、計算機與移動互聯(lián)網(wǎng)等新技術等來實現(xiàn)整個行業(yè)的經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展與自主創(chuàng)新，這是勢在必行的。

2 機械自動化技術應用概況

在現(xiàn)代科技進步的今天，機械自動化技術作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)重要技術，在工業(yè)發(fā)展的過程中扮演著重要的角色。從行業(yè)整體來說，機械自動化技術極大程度提升了機械生產(chǎn)率，降低了對于企業(yè)人力資源的嚴重浪費，可謂我國社會經(jīng)濟生產(chǎn)力技術進步的重要推動力。在實際的生產(chǎn)經(jīng)營過程中，絕大多數(shù)大型企業(yè)都對于機械工業(yè)自動化技術十分重視，并對其投入了一定精力。然而部分大型企業(yè)過分對此技術有過度依賴，由此帶來致使對于專業(yè)技術人員重視的程度明顯不足。從長遠來講，機械自動化技術盡管已經(jīng)具備很多技術優(yōu)勢，但還不能完全直接替代人工勞動力量，譬如在企業(yè)技術研發(fā)、支持服務方面，人工力量技術仍然非常需要予以充分的和重視。基于此，企業(yè)既要時刻關注掌握機械生產(chǎn)自動化相關技術，又必須要合理安排兼顧機械人工與工業(yè)智能機械生產(chǎn)的有機結合，并在企業(yè)整體生產(chǎn)過程中密切關注發(fā)現(xiàn)并及時著力研究解決不少有利于機械自動化企業(yè)生產(chǎn)的機械相關技術問題，如及時更換和更新生產(chǎn)設備，引進或自主研發(fā)新的生產(chǎn)技術等，只有充分考慮組織領導能力，才能達到批量生產(chǎn)和自動化生產(chǎn)的目的，企業(yè)員工的技術創(chuàng)新能力和企業(yè)管理實踐能力。

3 機械設計制造及自動化的設計原則

3.1 有效滿足設備需求

機械設備的開發(fā)設計與加工制造是為了能夠更好地滿足現(xiàn)代人們的不同使用功能需要，特別現(xiàn)在是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，對工業(yè)機械設備的工作效率與生產(chǎn)可靠性都提出了較高的要求。不同工業(yè)產(chǎn)品的主要核心技術競爭力與主要設計工作量的目標要求是不同的，例如電動車床，必須在短時間內完成高精度機械零部件的設計加工，因此，在工業(yè)機械設計工作環(huán)節(jié)必須要充分考慮到不同用戶對工業(yè)機械的具體使用功能要求，明確工業(yè)機械的具體技術應用需求環(huán)節(jié)，準確地把握工業(yè)機械設計的主要工作目標與技術研究發(fā)展方向，確保每個產(chǎn)品在機械制造和工業(yè)生產(chǎn)后期都能夠較好地充分實現(xiàn)其自身應有的功能，以充分滿足用戶的不同使用需求。

3.2 充分利用先進技術

將工業(yè)信息處理技術知識引入我國機械設計師與設備制造應用領域進而對于能夠切實有效實現(xiàn)提升通用機械設備產(chǎn)品設計制造應用系統(tǒng)中的設計應用性能，保證通用機械設備的制造設計過程智能化與加工操作上的人性化。在通用機械設備生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)營發(fā)展過程中，機床與通用機械設備生產(chǎn)者與裝備制造設施的各種設備使用工業(yè)信息處理能夠切實有效地改變各種通用機器設備整體結構形狀與通用機械整體結構，提升了通用機械設備產(chǎn)品的設計制造工藝質量與設備使用性能。對于充分利用先進工業(yè)綜合信息處理應用技術對各種通用機械設計師與設備產(chǎn)品進行應用信息處理資料分析，能夠進一步大大提升各種工業(yè)信息處理技術，可以將各種工業(yè)信息處理直接引入機械設備生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，使強大的各種應用信息處理資料分析應用功能進而對于能夠將各種應用信息處理資料直觀地準確率的呈現(xiàn)在通用機械設計者與機械設備制造生產(chǎn)者面前。

4 機械自動化技術在機械制造中的重要性

4.1 智能化算法提高機械加工精度

在工業(yè)機械設計和產(chǎn)品加工以及制造各個環(huán)節(jié)，由于某些機器設備的質量誤差和某些機械加工制造原理自身可能存在的質量誤差，使得機械產(chǎn)品本身存在質量誤差幾乎是必然的。另外，在一個產(chǎn)品設計制造工藝過程中很多環(huán)節(jié)都可能存在著質量誤差，這些環(huán)節(jié)誤差的存在，直接影響著一個產(chǎn)品最終的生產(chǎn)加工質量，在實際遇到問題過程中，不能忽視產(chǎn)生這些誤差的根本原因，要對這些誤差產(chǎn)生的根本原因進行更加詳細分析，探究到底究竟是哪一個加工環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤差，如果僅僅是產(chǎn)品設計加工過程中存在誤差，可以通過研究完善各種相關誤差設計方案方法來加以解決，如果是自身制造工藝或者生產(chǎn)設備自身存在問題，可以通過采用智能化加工法，對于誤差信息進行更加智能化的修改，從而最終達到提高材料加工的工藝精度和保證加工工藝質量。

4.2 提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，節(jié)約成本

傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)技術由于很多都是人工操作，而人工操作無法做到像儀器那樣的精度，如果將機械化自動技術應用到現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，就可以有效減少因人工的操作而產(chǎn)生的誤差。以前對于這種需要多個機械手工人共同操作才能自己動手操作完成的復雜機械生產(chǎn)工藝沒有要求，目前只至少要求需要一個手工操作人和一臺復雜生產(chǎn)用的機器。未來由于我國現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)會朝著工業(yè)機械化和智能化的發(fā)展方向進一步發(fā)展，將來會逐漸發(fā)展出現(xiàn)無人自動遙控操作或者尤其的像是遠程自動遙控操作這一類的工業(yè)機械。極大的提高了生產(chǎn)效率，為提升企業(yè)的經(jīng)濟也效益了很大幫助。

5 機械自動化技術在機械制造中的應用

5.1 數(shù)控技術的運用

由于我國傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)技術模式主要是通過人體勞動來對一些設備零件進行加工生產(chǎn)的，可以充分看出，傳統(tǒng)的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術模式主要具有對人力生產(chǎn)需求大、物力資源損失大、人力財力相結合的基本特征。因此，隨著我國市場經(jīng)濟和工程科技的不斷進步和發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)技術領域正逐步走向自動化，進入工業(yè)生產(chǎn)領域的設備生產(chǎn)由自動控制設備管理系統(tǒng)、驅動裝置系統(tǒng)和設備執(zhí)行生產(chǎn)任務管理系統(tǒng)組成。而目前數(shù)控技術的廣泛運用，主要是利用計算機作為數(shù)控技術的基礎，然后將用戶想要完成設計的工作思想通過傳輸輸入到一臺計算機中，進而可以實現(xiàn)在惡劣的工作環(huán)境下，也能順利的設計完成工業(yè)生產(chǎn)操作程序的一種技術目標。因此針對數(shù)控技術在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品制造過程中的合理推廣運用，可以在充分保證數(shù)控生產(chǎn)技術人員的生命安全基礎上，還能進一步的提升其現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的數(shù)控生產(chǎn)技術質量。此外，更值得注意的是，數(shù)控技術在現(xiàn)代工業(yè)機械制造過程中的批量控制模版系統(tǒng)主要原理是對所有需要批量生產(chǎn)的各種零件以及模型，通過利用計算機的各種方式計算，來設計一套完整的控制程序，然后在批量生產(chǎn)的整個過程中，按照事先所已經(jīng)設計好的控制模版程序進行批量生產(chǎn)。假如在工業(yè)生產(chǎn)的整個過程中某處裝置存在著某些錯誤，那么系統(tǒng)就有機會進行自動識別并發(fā)出報警，企業(yè)相關技術人員及時糾正錯誤，確保整個工業(yè)生產(chǎn)質量穩(wěn)定。此外，機械設備一直是現(xiàn)代新型工程機械設備制造業(yè)快速發(fā)展的重要組成部分。如果企業(yè)未來能夠成功擁有這樣一臺自動控制和操作能力強的自動數(shù)控機床設備，就能夠快速融入新社會發(fā)展背景下的機械制造發(fā)展浪潮中。數(shù)控技術逐漸發(fā)展起來能夠進一步提升各種大型機床設備的加工控制自動功能，利用這種新型數(shù)控技術，人們可以輕松控制各種大型機床的的自動加工，這種數(shù)控機床被人們稱為高級數(shù)控機床。這一臺數(shù)控機床就能夠自動完成數(shù)控操作和自動監(jiān)控，它是一臺數(shù)控機床的“大腦”。不僅能夠有效使其在加工時的精度、質量等得到極大提高，而且它還能夠大大減輕機械勞動的工作強度，相比于普通切削機床，其在同時具有更強的復雜機械零件的破碎處理加工能力。

5.2 集成化技術的應用

集成技術極大地促進了我國制造業(yè)和企業(yè)快速實現(xiàn)流程信息化。使得整個機械設計和設備制造基于移動計算機的過程網(wǎng)絡化在信息科學技術的加持下，先進的信息科學技術被廣泛用于將整個機械設計、制造的全過程信息置于有效統(tǒng)一的和全自動化的機械制造管理系統(tǒng)中。在一個自動化制造的企業(yè)系統(tǒng)管理體系里，每個子系統(tǒng)都將發(fā)揮自己的作用，如自動化的管理系統(tǒng)、制造系統(tǒng)、信息技術，這些獨立的小系統(tǒng)都起到了不可替代的作用，是機械設計、制造集成度提高的重要保證基礎。從機械行業(yè)的發(fā)展性質和特點看，建成計算機集成制造系統(tǒng)，可以強有力地促進機械行業(yè)的快速發(fā)展。

5.3 智能化技術的應用

由于現(xiàn)代計算機技術的不斷成熟和延伸，計算機也應用于更多領域。其中，計算機的網(wǎng)絡技術結合自動化技術可以實現(xiàn)人機一體化發(fā)展備，機械制造將變得非常智能。機械制造的相關生產(chǎn)會更加的安全可靠，效率也會大大提高。機械智能就是為了把自動化技術，云控制、機械設計、制造環(huán)節(jié)完全的集成，形成關于機械制造的一個具有類人腦工程的智能系統(tǒng)。使三者組成相互影響相互作用的整體，變成比較完善、完美的系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，通過使用人工智能技術進行其設計制造的產(chǎn)品邏輯數(shù)據(jù)判斷、數(shù)據(jù)推理、數(shù)據(jù)分析，可以直接做到比使用人工計算更準確。通過這種管理方式，可以更好地準確反映企業(yè)自動化生產(chǎn)技術，充分發(fā)揮其技術優(yōu)勢，將大幅度地促進企業(yè)生產(chǎn)管理效率的提高，滿足機械制造現(xiàn)代化的發(fā)展需要。同時，對于問題的解決此系統(tǒng)也可進行分析。

5.4 柔性自動化

柔性技術在現(xiàn)代工業(yè)領域應用中的發(fā)揮作用主要為針對各種外界使用條件發(fā)生變化及時調整自身使用情況，以便迅速適應各種外界使用環(huán)境。實際上不論是哪個類型行業(yè)與哪個類型企業(yè)在進入市場競爭過程中，都需要根據(jù)自身市場需求變化不斷調整自身行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略方法，做出自身相應戰(zhàn)略決策，工業(yè)制造領域同樣如此。柔性機械技術期刊能夠為中國機械制造企業(yè)提供合理、科學的專業(yè)參考技術建議。如果在機械傳動裝置與電子設備的快速制造中，在遇到客戶生產(chǎn)需求突然發(fā)生變化時，就可以快速應用柔性制造技術，提高其在制造中的應變能力，快速制造轉變生產(chǎn)方式可以滿足用戶實際生產(chǎn)需求。另外因其本身也具有著較強的市場適應能力，所以可以有效提高各類產(chǎn)品批量生產(chǎn)工作效率和產(chǎn)品生產(chǎn)工藝質量，為各項可靠性高的生產(chǎn)工作保駕護航。

5.5 輕工業(yè)的自動化技術的應用

輕工業(yè)主要用于批量生產(chǎn)一些耗材和一些小型手工機械產(chǎn)品。這些消耗品的批量生產(chǎn)完全是基于這樣一個事實，即它不能再依靠一些全自動的手動機械設備進行批量生產(chǎn)。目前，各種新型壓鑄塑料模具、自動塑料切割機、自動塑料切割機等層出不窮。我國這部分輕工業(yè)產(chǎn)品的質量生產(chǎn)管理也得到了很大的提升，整個行業(yè)很容易實現(xiàn)各類輕工業(yè)產(chǎn)品的自動化。例如汽車壓縮機，目前它在我國已經(jīng)基本具備很多相關技術條件和配套設備可以進行工業(yè)自主生產(chǎn)，從汽車的車體設計制造到車體鈑金的焊接加工以及后期的設備裝配等都已經(jīng)可以直接進行自動化工業(yè)生產(chǎn)。

5.6 重工業(yè)的自動化技術的應用

我國現(xiàn)代重工業(yè)主要包含產(chǎn)品種類眾多，無論是大型工業(yè)器械的研發(fā)制造還是各種大型生產(chǎn)機械設備的研發(fā)制造乃至化工冶金等都一直屬于我國重工業(yè)重要活動。在這樣的開采行業(yè)之中，所以最需要的就是開采資金力度以及需要開采者的數(shù)量也都是非常大的。一個國家的重工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模可以體現(xiàn)一個國家的綜合經(jīng)濟實力。相比較于輕工業(yè)而言，重工業(yè)正處于發(fā)展階段的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化和生產(chǎn)控制設備對技術條件的要求比較高。首先，就整個鑄造加工設備運輸行業(yè)而言，對于以自動化為基礎的各種物料運輸設備，對各種物料的運輸和精度不一定有非常準確的要求，比如把大量的鑄造原料或原材料放到一個大的熔煉爐里，投入多少錢不一定很精確，有時只是一個材料精度在10mm以上，而這個間隙可能會直接影響整個鑄造設備從熔煉爐的產(chǎn)量，不能及時報廢。另外，比如整個石油行業(yè)的能源生產(chǎn)線的研發(fā)、開發(fā)、生產(chǎn)和運營活動，也需要我們充分利用這一工業(yè)自動化安全管理技術，既能有效保障整個石油企業(yè)員工的安全， 還能夠有效地提高整個石油工業(yè)生產(chǎn)線的工作效率。因此，在我國現(xiàn)代重工業(yè)中，特別是對于自動化裝備制造業(yè)來說，應用的技術更是需要現(xiàn)代工業(yè)化中的精準化和智能化。

6 機械自動化技術在機械制造中的發(fā)展

近些年來，對于機械設計制造及自動化技術的不斷探索革新發(fā)展研究，機械設計制造及自動化技術已日益成熟，伴隨著我國當今信息技術的不斷發(fā)展，機械設計制造及自動化技術也需要充分適應我國現(xiàn)代技術不斷革新發(fā)展。在通常的機械制造產(chǎn)業(yè)鏈中，在進行某一產(chǎn)品的設計制造時，需要有專業(yè)技術人員進行產(chǎn)品草圖的擬畫，在進行多次審核修改后最終成為產(chǎn)品模型草圖，之后機械制造根據(jù)產(chǎn)品模型草圖進行產(chǎn)品制造，由于產(chǎn)品草圖的擬畫過程需要較多的專業(yè)技術人才付出長時間的過程，及其損耗人力物力財力，所以機械設計制造及其自動化在未來發(fā)展中可以利用現(xiàn)代信息技術化的編程繪圖技術，運用自動化技術進行草圖擬畫，相關工作人員可以通過計算機進行編程，將所要擬畫的產(chǎn)品草圖輸入程序，然后代入整個設計制造過程中，再將其代入程序，最終得出最佳產(chǎn)品草圖方案，從而縮短產(chǎn)品草圖的擬畫過程，提高整個設計制造過程工作效率。

近年來，霧霾引起了我國有關部門和工作人員的關注。不僅國家，而且人們都非常重視環(huán)境保護。綠色設計不應是綠色制造的例外。環(huán)境保護和節(jié)能是指利用最少的資源實現(xiàn)價值最大化。機械設計制造的過程中，會消耗大量的能源，很多都會釋放出對環(huán)境有害的氣體以及污染物，對于我們日常的生活環(huán)境來說都是十分地不安全。對機械設計制造進行智能化、數(shù)字化的改良，可以在很大程度上對生產(chǎn)過程進行改良。例如，在使用注塑機的過程中，由于其生產(chǎn)的原理是利用塑料的熱塑性進行生產(chǎn)的，而塑料本身對于環(huán)境的危害較大，很多情況下，塑料是不能被土壤分解利用的。因此，在進行數(shù)字化和智能化的改良過程中可以在其中加入一些生產(chǎn)原料讓其降低對環(huán)境的危害，達到綠色環(huán)保的目的。

7 結語

總之，隨著國家科技發(fā)展水平的不斷提高，科學信息技術已經(jīng)廣泛應用到自動機械行業(yè)發(fā)展的許多方面。機械自動化技術對于我國工業(yè)的發(fā)展有著積極的促進作用，應大力推進機械自動化技術在機械制造中的應用，從而促進國家工業(yè)水平的提升。