机械工程及其自动化的发展方向

2014-08-15胥靓靓蒲秋宇

电子测试 2014年8期

胥靓靓，蒲秋宇

（东北石油大学，163318）

0 引言

我国机械自动化的使用最早起源于春秋战国时期，最熟悉的就是鲁班的制作，在经历了数百年的的发展后，随着人们对于自动化的使用来代替人类手动操作的急切需要，机械自动化开始朝着一个很好的方向发展。因此，具有较高的性能价格比，已成为机械工程自动化系统发展的新方向。

1 机械自动化的概念

对于机械自动化，有着这样的一个定义：自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按预定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，而机械自动化就是机器或者装置通过机械方式来实现自动化控制的过程。

自动化控制（automation control ），广义来说，通常是指机器代替人工，不再需要借着人力操作机器机构，能利机械设备等其他装置元件或天然能源，来完成自动工作。更狭义地说即是以生化、机电、电脑、通讯、水利、蒸汽等科学知识与应用工具，进行设计来代替人力或减轻人力或简化人类工作程序的机构机制。

2 我国机械自动化的发展现状

机械自动化技术从上个世纪20 年代开始发展，至今为止已经经过了近百年的历程，自动化的发展推动了各个行业领域的进步，也促进了机械生产使用的相关行业适应能力。随着计算机的使用，机械自动化也有了飞速的发展，由于中国还处于发展中，相对的产业层次较低，分布不均匀，一般还是使用手工代替机械自动化，所以，目前自动化在我国还不能发展到一个很好的层次度。对于我们的机械自动化，我们不能只靠个人操作来实现，要逐步以人才掌握高科技技术来发展我国的机械工程自动化。中国作为制造工业的大国，在机械自动化方面的选择上还是与发达国家有一定的差距，无论是自动化装备上、数量上、质量上相比都存在着一定的差距性，由于技术相对于发达国家相比是相对的落后，所以这在一定程度上也影响了我国机械自动化的发展。

经过近几年工业的改革调整，我国的机械企业逐步摆脱了计划经济的束缚，机械行业开始跟上市场经济和信息时代的步伐，逐渐走向全球化；而且，随着形势的发展，中国的制造业将得到较大的发展，在这种形势下，对机械的需求必将有较大的提升，从机械行业发展来看，印刷机械、数控机床、发电设备、工程机械等重头产品前景仍看好。除了这些传统工业领域，该行业将进一步向机光电一体化发展，向光加工、环保这样的新兴领域拓展。

3 机械自动化的特点

机械自动化在多行业领域中的使用都体现出了多功能化、高效率、高可靠性、省材料、省能源的特点，可不断满足人们生活和生产多元化需求。目前的各个行业的发展都已经离不开自动化系统。

3.1 工业生产劳动条件得到优化

机械自动化技术在工业中的大力实施，电子设备和机械设备的结合，摆脱了原本人工代替机械的状态，提高了工作效率，使产品产量批量化，减少员工劳动强度，缩短了生产时间，大大提高产品精确度。

3.2 机械自动化的使用提高安全性、可靠性

机械自动化设备本身采用电子元器件，一般都具有记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、自动监视、警告、自我控制和防护等功能，具有较高的灵敏度和可靠性。在工作过程中，遇到故障时，能自动采取保护措施，并及时发出警告，使管理人员能及时处理故障，减少人员或生产事故的发生，在一定程度上保证了人身安全。

3.3 机械自动化功能齐全，适用面积广

机械自动系统一般都具有自动控制、补偿、校验和调节功能并可自动保护等，能应用于不各个不同的行业领域当中以及不同的管理岗位及不同的生产线上，可满足生产上的需求，其应变能力较高。

3.4 控制企业成本，节约资源

机械自动化设备是通过低能耗驱动机构来完成加工产品的，在加工使用的过程中产品的精度高、能源耗用率低，其使用效果跟手工相比较，可节约设备的能源消耗率、用料少，生产速度快，产品质量高，同时也降低了企业的成本控制。另一方面是操作系统从原始的硬件使用到现在的软件系统，从而使得机械自动化系统朝着轻小型方向发展，减少了工业耗材废材等等。

3.5 设备调整和维护方便

机械自动化设备使用前期安装程序指令时，是利用计算机的核心程序，根据不同企业生产的的需要以及工作方式的不同来安装操作的，不同工业的生产只要选择适合用用的机器即可，这些控制程序一般都是事先输入到机械设备的控制系统中，也不需要改变成产设备的任何硬件。而对于具配置较高的系统可以事先存入多种不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。这类高设置设备方便在使用中适应各类成产先的使用。

同时因机械自动化系统本身的多功能性，可自动检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障可及时采取保护措施，使工作恢复正常，管理维护人员只要进行定期维护、保养即可。

4 我国机械自动化的发展方向

发展我国的机械自动化技术的是一个由低到高、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程，这就要工业企业结合生成实际从我国的具体国情出发实现机械自动化。当机械的操作采用自动化控制系统后，生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化，这也就出现了以下几个发展方向。

4.1 机电一体化

目前，我国工业机电一体化的工作主要包括一下两个方面：一是利用微电子技术改变传统的生产体系产业，实现机电一体化的目的是节约能源、材料，提高生产作业效率，提高产品质量，推进工业的技术进步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，其主要任务是促进机电一体产业的形成、提高我国的工业产业结构和产品结构，促进产品的更新换代。典型的机电一体化系统有：数控机床。

4.2 智能化

自动化是现代工业发展的重要手段和条件，也是一个重要发展方向，机械自动化就是能循环执行的，智能化就是能判断条件的，自能化是在控制理论的基础上，吸收人工智能实现人与机器共同工作的人机系统，取代或是协助人类工作的工作，如智能铁路运输管理系统、智能机器人系统。

4.3 网络化

随着全球信息化的深入，机械自动化的发展将融入更多新技术，网络技术的兴起和飞速发展给科学技术将原来的散落的工作状态，落后的单机技术，通过联网，断口通信等技术改良，成为具有高效能传输，高资源共享，高技术支持的新的技术和设备状态，利用计算机技术的先进提高机械自动化技术。

4.4 微型化

微型化是机械自动化向微观领域发展的趋势，也就是说随着机械硬件技术的发展，现在硬件的集成度越来越高，所以计算机控制系统以及机械设备的体积就会越来越小。机械设备虽然缩小、但是其功能无一不全，生产技术反而会更加精确；同时也减少了企业工厂用地，节约了企业土地资源，原本放一台机械设备的场地可放两台、三台甚至更多。