浅谈自动化机械制造

孟祥辉

【摘要】随着网络的日益普及，科学技术的发展，工业生产过程中越来越多的企业开始采用机械，然而只有大多数中、小批量的生产企业属于机械制造产品的范畴。如果企业想要扩大生产规模，提高生产效益就必须对生产的设施和项目进行改革，而最好的解决办法就是引进生产的机械自动化技术。机械制造与自动化有机结合起来才能满足市场发展的需要，经受住市场的不断考验。

【关键词】自动化；机械制造；关键技术

自动化制造系统(FMS)是指自动化程度高的制造系统。目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的自动化为目标的制造系统。市场的发展促使社会对产品的需求朝着多样化、制造成本低廉及周期制造短等方向发展。由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展，FMS发展颇为迅速，日益能够满足社会这方面的迫切需要。

1.自动化机械制造规模的分类

我们按照规模大小给机械的自动化系统进行如下几个方面的分类：

1.1自动化制造单元

自动化制造系统的问世以及在工业生产中的使用大概比FMC早6～8年，FMC主要由三种设备构成，首先以1～2台加工中心；其次是工业机器人，最后是数控机床及物料运送存贮。这样的设置适合加工具有灵活性的多品种产品。我们可以把FMC当做向廉价化及小型化方向发展的一种产物。它是规模最小的FMS,其特点是实现单机自动化化，到目前为止FMC已经进入普及应用阶段。

1.2自动化制造系统

自动化制造系统在一般情况下是由4台或更多台全自动的数控机床及人工中心等组成的管理系统。它可以把集中的控制系统和物料搬运系统连接起来，能够在保证不停机的情况下进行加工和管理多个品种、中小批量的工业生产。

1.3自动化制造线

它是处于单一或少品种大批量非自动化自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床，亦可采用专用机床或NC专用机床，对物料搬运系统自动化的要求低于FMS,但生产率更高。

1.4自动化制造工厂

FMT是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。FMF是自动化生产的最高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统IMS)为代表，其特点是实现工厂自动化化及自动化。

2.自动化关键技术

2.1计算机辅助设计

未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，这样便可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术。该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。

2.2模糊控制技术

模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能；可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整；使系统性能大为改善；其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更起人们极大的关注。

2.3工智能、专家系统及智能传感器技术

迄今，FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了自动化。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在FMS(尤其智能型)中关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。在制造过程，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自组织能力。

2.4人工神经网络技术

人工神经网络fANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为现代自支化系统中的一个组成部分。

3.启动控制技术发展趋势

3.1 FMC将成为发展和应用的热门技术

FMC的投资比FMS少，并且能获得相近的经济效益，因而常被资金有限、规模不大的中小型企业采用。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。

3.2朝多功能方向发展

单纯加工型FMS被进一步开发成以焊接、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能的FMS。FMS能更快的实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势，同时是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。智能化机械与人之间相互融合、自动化地全面协调从接受订单货至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。

新世纪来临，FMS得到迅猛发展，差不多成了生产自动化的热点。一方面单项技术如NC加工中心、工业机器人、CAD/CAM、资源管理及高度技术等的迅速发展，为其创造了一个可以集成整体系统的技术基础；另一方面，世界市场发生了翻天覆地的变化，已经从过去稳定市场环境下的传统模式逐渐向动态的、多变的新的市场模式发展。人们为了从市场中求得生存之地以求获得更好地发展空间，开始不断地探索新的生产方法和经营模式，这样有利于满足市场瞬息万变的需求，充分提高企业对市场需求随机应变的能力。

机械制造与自动化技术水平可以作为衡量一个国家科技发展的重要标志，同时也被当做激烈的国际竞争的重要对象。我们国家的中国特色主义道路虽然发展的不错，但根据目前的国情分析，我国正处于并将长期处于社会主义发展的初级阶段，国家的市场经济、科学技术、文化知识等的发展都还在起步时期，机械制造和自动化更是我们不容忽视的薄弱环节。这将是我们在市场经济发展中不容忽视的问题，我们必须不断地学习和研究机械制造及其自动化，努力把这项技术运用到极致才能减少与机械制造及自动化水平高的发达国家之间的差距，这样才能在激烈的市场竞争中长久的利于不败之地。总之，我国要加大机械制造及其自动化技术这方面的物力、人力投入，这样才能提高我国的综合国力。[科]

【参考文献】

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