自動化技術(shù)及在機(jī)械制造中的運(yùn)用

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摘要：隨著信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)，極大促進(jìn)機(jī)械行業(yè)智能化發(fā)展，使得機(jī)械生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到極大提高。因此本文在此基礎(chǔ)上，就機(jī)械自動化技術(shù)在機(jī)械制造應(yīng)用的情況和方向做了一定的探索，同時(shí)也探索了機(jī)械自動化未來發(fā)展的趨勢，從而更好促進(jìn)我國機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動化技術(shù)；機(jī)械制造；應(yīng)用探討

1自動化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用情況分析

現(xiàn)代機(jī)械制造工藝和傳統(tǒng)機(jī)械工藝相比獲得充足的發(fā)展，無論從技術(shù)還是設(shè)備都取得了很大的發(fā)展?，F(xiàn)在機(jī)械制造工藝重點(diǎn)突出了信息技術(shù)，在機(jī)械制造過程中主要將信息技術(shù)、傳感技術(shù)、制造技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，從而應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測、管理等各個環(huán)節(jié)，不但提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，而且大大縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)的周期，在生產(chǎn)過程中還突出了環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念，追求高質(zhì)量、低能耗、高效生產(chǎn)的指標(biāo)，從而保障產(chǎn)品更好地適應(yīng)市場的需求變化，從而最大程度提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.1自動化技術(shù)的柔性化應(yīng)用

自動化技術(shù)在機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用第一個方面體現(xiàn)在柔性化應(yīng)用方面。近些年柔性系統(tǒng)獲得了快速發(fā)展，能夠滿足不同場合和不同環(huán)境下對于一些機(jī)械產(chǎn)品的需求，從而更好使得機(jī)械產(chǎn)品適應(yīng)市場變化和應(yīng)用，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)系統(tǒng)，使得產(chǎn)品生產(chǎn)更加靈活，擺脫了傳統(tǒng)加工很多弊端。一方面能夠有效降低生產(chǎn)隱患，另一方面還能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品定制化和信息化發(fā)展。通過將各種信息技術(shù)應(yīng)用于整個機(jī)械產(chǎn)品生命周期，通過將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工、產(chǎn)品維護(hù)以及產(chǎn)品售后維護(hù)有機(jī)結(jié)合在一起，更好從產(chǎn)品整體上來控制產(chǎn)品的成本，更好促進(jìn)產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)。另外企業(yè)通過信息管理系統(tǒng)和信息分析系統(tǒng)能夠?qū)τ诠旧a(chǎn)信息進(jìn)行有效分析，分析潛在生產(chǎn)經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)，使得產(chǎn)品生產(chǎn)方式更加靈活，能夠更好適應(yīng)外界市場變化，而不會出現(xiàn)產(chǎn)品堆積等現(xiàn)象。另外高性能的機(jī)器也提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，對于企業(yè)發(fā)展起到了積極促進(jìn)作用。

1.2保障生產(chǎn)系統(tǒng)效率和質(zhì)量

隨著信息技術(shù)不斷被應(yīng)用機(jī)械生產(chǎn)工藝當(dāng)中，大大提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量問題。傳統(tǒng)的一些工作都需要花費(fèi)大量人力和物力去完成，比如產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和仿真，往往需要制作一定的樣品進(jìn)行實(shí)際測試和完善。但是隨著EDA和CAPP等技術(shù)發(fā)展，大大縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)和仿真能夠在軟件下完成，通過對于外界參數(shù)設(shè)置，能夠模擬產(chǎn)品出各種性能變換，這樣就能夠大大提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量問題。另外將各種智能檢測和智能控制技術(shù)引入到生產(chǎn)工藝當(dāng)中，可以對于生產(chǎn)工藝的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行有效監(jiān)控和反饋信息，能夠檢測系統(tǒng)出現(xiàn)的各種故障。通過相關(guān)通信網(wǎng)絡(luò)反饋給相應(yīng)的執(zhí)行器和上位機(jī)，從而在最短時(shí)間內(nèi)解決問題，從而更好保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。自動化應(yīng)用對于保障機(jī)械制造發(fā)揮了至關(guān)重要作用，將人從繁重的工作中有效解放出來，不僅降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)還有效提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2機(jī)械自動化技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用的幾個方向

2.1智能化算法提高機(jī)械加工精度

在機(jī)械設(shè)計(jì)和加工制造環(huán)節(jié)，由于機(jī)器設(shè)備的誤差和機(jī)械加工原理自身存在的誤差，使得產(chǎn)品存在誤差是必然的。機(jī)械加工發(fā)展過程中就是有效降低這些誤差，從而保障產(chǎn)品的質(zhì)量和精度。另外產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)很多，在產(chǎn)品制造過程中很多環(huán)節(jié)都存在著誤差，這些誤差存在影響著產(chǎn)品的加工質(zhì)量，在實(shí)際遇到問題過程中不能夠忽視產(chǎn)生誤差的原因，要對誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)分析，探究到底是哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，其中包括了工藝問題、設(shè)計(jì)缺陷、加工缺陷、設(shè)備自身誤差等，如果是設(shè)計(jì)問題，可以通過完善相關(guān)設(shè)計(jì)方案來解決，如果自身工藝或者設(shè)備自身問題，可以通過智能化算法對于誤差進(jìn)行智能修改，從而最終加工精度和加工質(zhì)量。

2.2完善機(jī)械制造工藝質(zhì)量

在機(jī)械制造過程中，表面質(zhì)量是機(jī)械生產(chǎn)過程中最容易出現(xiàn)問題和誤差的部分，在微觀檢測中經(jīng)常會出現(xiàn)表面凹凸不平的現(xiàn)象發(fā)生。機(jī)械表面的平整度質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的物理化學(xué)性能。因此，對于產(chǎn)品的表面平整度應(yīng)特別注意，在加工和生產(chǎn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格選擇工具的使用。這些工具一定結(jié)合實(shí)際的情況進(jìn)行選擇，其中最重要的就是刀具的選擇。刀具主要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)篩選負(fù)偏角小的修光刀、精車刀等，在實(shí)際的制造過程中，通過減少供給量的方式達(dá)到完美削切，降低機(jī)械的表面變形。

2.3極大提高制造企業(yè)的生產(chǎn)效益

隨著機(jī)械設(shè)備自動化程度越來越高，很多機(jī)械設(shè)備對加工工藝和加工流程能夠進(jìn)行有效監(jiān)督和分析，通過相關(guān)智能傳感器對于產(chǎn)品的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行一定的檢測，從而判斷產(chǎn)品在該環(huán)節(jié)的加工制造是否達(dá)到相關(guān)的要求。很多設(shè)備由于加工設(shè)備的精度問題使得產(chǎn)品加工存在著一定的誤差，但是通過大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析這些誤差背后的規(guī)律，從而制定科學(xué)合理的誤差插補(bǔ)算法。在加工過程中對于這些誤差進(jìn)行一定的補(bǔ)償，從而保障產(chǎn)品每一個環(huán)節(jié)都能得到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。另外通過應(yīng)用相關(guān)機(jī)器視覺的技術(shù)，將產(chǎn)品維護(hù)以及檢測通過相關(guān)智能算法進(jìn)行判斷，這樣不僅可以有效避免人為誤差，同時(shí)還能提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。目前很多產(chǎn)品加工制造環(huán)節(jié)都可以通過工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行完成，但是在一些產(chǎn)品加工環(huán)節(jié)串聯(lián)過程中還需要人的參與。隨著自主機(jī)器人不斷發(fā)展，未來這些工作都可以通過機(jī)器人來完成，通過自主導(dǎo)航技術(shù)和三維重建技術(shù)，機(jī)器人可以輕松完成這些工作，那么這樣就可以進(jìn)步提高產(chǎn)品加工生產(chǎn)效率。

3機(jī)械自動化技術(shù)及其機(jī)械制造發(fā)展的幾大趨勢

3.1智能化和信息化

隨著工業(yè)4.0的發(fā)展，要求在工業(yè)界需要建立工業(yè)以太網(wǎng)，未來工業(yè)機(jī)械發(fā)展朝著信息化和智能化發(fā)展，很多操作都是在上層進(jìn)行操作即可，不需要太注重于地層發(fā)展，很多應(yīng)用會以上位機(jī)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)和監(jiān)控，這種模式和傳統(tǒng)模式相比具有很大優(yōu)勢。傳統(tǒng)工程機(jī)械發(fā)展是以加工制造為主，各項(xiàng)設(shè)計(jì)、加工、維護(hù)以及檢測主要依靠人的經(jīng)驗(yàn)，工人經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰Υ笮Q定了最終加工精度和加工質(zhì)量。但是隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)以及云計(jì)算技術(shù)被廣泛應(yīng)用機(jī)械制造行業(yè)，使得很多環(huán)節(jié)的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)逐步被工業(yè)機(jī)器人和相關(guān)先進(jìn)技術(shù)所代替，這樣就保障了機(jī)械行業(yè)不斷朝著智能化和信息化方向發(fā)展。另外智能化技術(shù)快速發(fā)展使得相關(guān)軟件和硬件技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，智能化硬件出現(xiàn)擺脫了傳統(tǒng)集總線系統(tǒng)弊端，很多信息沒有必要上傳到終端進(jìn)行分析，然后決策最終到達(dá)末端，但是這種效率及其低下，同時(shí)系統(tǒng)過于復(fù)雜，某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題將對整個系統(tǒng)造成很大的干擾。但是目前智能化硬件將信息搜集以及決策都集成在裝置上，這樣就保證了決策的及時(shí)性和有效性。隨著5G通信技術(shù)快速發(fā)展，為工業(yè)機(jī)械行業(yè)通信發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，使得設(shè)備通信以及設(shè)備和終端通信速度和效率大大提高，保障信息傳遞高效快速。另外，軟件技術(shù)也獲得了空前發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)以及云計(jì)算技術(shù)為軟件數(shù)據(jù)處理奠定了堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。尤其隨著EDA工具智能化發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、仿真水平越來越高，新型工業(yè)化產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用的周期不斷被縮短，大大促進(jìn)了工業(yè)化進(jìn)度推進(jìn)。未來智能化、信息化發(fā)展是工程機(jī)械發(fā)展必然趨勢。

3.2模塊化方向發(fā)展

工業(yè)機(jī)械化發(fā)展的第二個趨勢體現(xiàn)在產(chǎn)品模塊化生產(chǎn)和設(shè)計(jì)。之前的產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率不高或者說設(shè)計(jì)能力有限，有很大原因在于很多公司設(shè)計(jì)產(chǎn)品的規(guī)則不兼容，在進(jìn)行產(chǎn)品組裝和設(shè)計(jì)過程中使得產(chǎn)品效率很低。未來促進(jìn)工程機(jī)械設(shè)備智能化發(fā)展的第二個就是模塊化發(fā)展，模塊化發(fā)展不僅更多公司把精力集中在上層產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)級設(shè)計(jì)，而不是集中在零件加工與設(shè)計(jì)上，同時(shí)在接口規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定上逐步趨向于統(tǒng)一，不能夠存在著接口不兼容的情況。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展對于我國整個機(jī)械行業(yè)發(fā)展都是至關(guān)重要的，這樣能夠有效提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率，沒有必要將精力花費(fèi)在解決這些問題上。好的產(chǎn)品一定是分工完成，單靠一家企業(yè)和公司非常不現(xiàn)實(shí)。模塊化生產(chǎn)更有利于我國機(jī)械行業(yè)規(guī)模化發(fā)展，讓企業(yè)把更多精力放在產(chǎn)品與研發(fā)上。而且隨著行業(yè)聯(lián)系不斷加深，各個企業(yè)都有技術(shù)優(yōu)勢，其他企業(yè)在制造相關(guān)模塊時(shí)，在成本和技術(shù)方面沒有優(yōu)勢可言。通過購買其他公司相同模塊，不僅能夠提高生產(chǎn)效率，還能夠有效降低成本，從而實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展。

4結(jié)語

綜上所示，機(jī)械自動化技術(shù)的發(fā)展對于我國機(jī)械行業(yè)發(fā)展起到了積極促進(jìn)作用，不僅能夠有效降低生產(chǎn)經(jīng)營成本，還能夠有效提高企業(yè)制造智能化水平。另外隨著信息技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用到機(jī)械自動化行業(yè)，相信機(jī)械行業(yè)一定會取得進(jìn)一步的發(fā)展。

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作者：高峰 單位：重慶三峰卡萬塔環(huán)境產(chǎn)業(yè)有限公司