自动化技术在机械制造中的应用
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作者: 刘家福
摘 要 本文针对我国机械制造业的发展与应用现状，就信息自动化、物资供输自动化、生产自动化、设备装配自动化、检测自动化等方面对机械自动化技术应用进行了相应的探讨，并指出其不断向着高度集成化、智能化，虚拟化发展的前景。
关键词 机械制造；自动化技术；信息；机械自动化
中图分类号TH16 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）58-0143-02
0 引言
将自动化技术应用在机械生产制造中，可有效提高机械制造业的生产力及产品质量，大幅缩短产品生产周期，还能减轻人工劳动强度，节约生产成本，显著提升机械制造企业的经济效益。同事机械自动化在带动相关技术的发展、促进产品更新速度、改善工人劳动环境等方面也具有深远的影响[1]。
1 机械自动化技术应用现状
实现机械自动化的理论基础是控制理论[2]。根据被控对象的特性与其所处环境的变化，能动地通过信息反馈作用施加控制作用给被控对象，从而使系统按预设功能运行。控制理论为解决当今许多具有挑战性的社会生产与科技研究问题发挥了重要作用，是实现自动化控制的理论基础，其发展及应用将彻底改变人类传统的生产、生存、生活和管理模式。机械自动化技术的应用主要体现在以下方面。
1.1 信息自动化
包括计算机辅助设计、工艺辅助设计、辅助制造以及产品数据库系统管理等。计算机辅助设计是指通过计算机的图形设计软件及设备，辅助工程师进行机械部件及构造的设计工作；工艺辅助设计是建立计算机辅助设计和辅助制造两者之间的连接，对生产工艺效率进行提高和优化，使其标准化程度不断增加；辅助制造是在产品生产过程或工艺系统中通过采用计算机的数值控制技术（通常称数控技术）达到控制生产的目的；产品数据库系统管理是对计算机设计、生产制造过程中出现的数据信息进行系统化管理。
1.2 物资供输自动化
物资供输自动化管理可将机械制造系统中所需的各种原材料或成品输送到预定的相应位置，是自动化机械制造过程中不可缺少的细分系统。通常情况下，自动化物资供输管理系统主要包括单机自动装置、自动输送设备、自动化软件系统组件等。
1.3 生产自动化
自动化的机械制造加工系统，可以自动持续进行重复工序的循环，同时还可以自动装卸机械组件。在机械制造中采用自动化生产加工系统，可以全面代替人员体力劳动，减少机械生产加工过程中由于人为操作失误等因素而存在的几率，大幅提升产品的质量和品质。
1.4 设备装配自动化
设备装配自动化是将特定规格、形状的机械零配件按照设计预定的技术要求，通过搬运、组装、调试、试验、验收等步骤，自动组装为一套能够进行生产制造的工艺流水线。设备装配是机械制造生产过程中的重要环节，自动化设备装配系统取代了以往依靠人工循环复杂操作进行的装配工作，能够有效提高机械生产的效率和产品质量，是现代化机械制造中的一项重要技术应用。
1.5 检测自动化
随着现代科学技术水平的不断发展和提高，各种新型材料和部件、以及有特殊功能要求的新型复杂加工设备不断被应用到机械制造业中，使产品的检测技术和工作难度也不断增大，传统依靠人工直接检测的方法已经不能满足现代化高精度工艺水平的产品检测要求，所以，自动化检测技术必然被引入到机械制造中，现在应用相对较多的技术主要包括基于时序、电流信号、人工神经网络对刀具、组件磨损状态的识别检测，以及多判断系统的智能设备诊断技术等。
2 机械自动化技术应用前景
当前，我国机械制造自动化技术正不断向着高度集成化、智能化，以及虚拟化[3]方向发展，且自动化技术的应用与计算机辅助设计、集成制造、辅助管理等理念紧密联系，为机械制造业将来的发展提供了完备的技术支持和保障。
2.1 集成化
在机械制造中采用计算机集成技术，是21世纪机械制造企业的主要生产方式。信息自动化集成系统作为一个由若干个相互关联的细分系统组成的整体，通常情况下可将其划分为工程设计信息分系统、自动化制造分系统，自动化管理信息分系统，以及质量信息分系统组成。
2.2 智能化
智能化机械制造系统可以理解为由智能化机械和机械工程专家共同组成的人机一体化机械制造智能系统，该智能系统在机械生产制造过程中能进行相应的智能化人机交互活动，如逻辑分析推理、命题判断、工艺构思等。在智能化系统中“机械智能”主要体现在该系统具有良好的工作界面，在生产制造过程中能够进行充分的人机交流互动。在机械设计和生产过程中，采用模块化方法，使之具有较大的可协调性和适应性能；对于生产人员，智能化制造强调安全和高效；对于企业或社会，提倡充分协作与合理竞争；对于环境，要求作到无污染，节约能源和资源，以及对废品的充分回收利用。
2.3 虚拟化
虚拟化制造技术主要包含控制理论、计算机技术、多媒体技术、信息管理、人工智能、以及现代制造工艺等新技术，并以计算机仿真模拟分析技术为基础，形成的一项由多学科综合化的系统技术。机械制造中应用的虚拟制造技术，其利用计算机仿真技术和信息技术对现实中的机械制造活动的全过程状态进行全面的仿真模拟分析，以提前获知实际制造过程中可能出现的问题，在实际生产前以采取相应的技术预防措施，从而达到新产品的生产制造一次性成功。虚拟化制造的应用，可有效降低生产成本、缩短产品开发周期，大幅增强了企业在行业领域中的竞争力。
3 结论
总体来说，只有将自动化技术、现代信息技术、系统工程技术、数据库管理技术和传统的制造技术进行有机融合，才是机械制造业在今后的发展方向，即在机械制造中实现全面的自动化；另一方面，机械制造中应用的自动化技术，其系统必须是充分开放和可控的[4]，应能够随时根据生产状况的变化实时获取信息并进行必要的分析处理以及调整控制，确保机械生产的整条流水线持续正常运转。
参考文献
[1]李涛.试论我国机械自动化技术应用与发展[J].才智，2008(20).
[2]杨建平，刘艳玲.自动化技术在机械应用中的发展研究[J].中小企业管理与科技，2008(1).
[3]江定伟，于海斌.面向敏捷制造的企业资源计划的设计与开发[J].计算机集成制造系统，2001，7(2).
[4]王英.机械自动化技术应用与发展前景[J].科技传播，2010，12(下)：40.
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