机械制造业中机械自动化技术的应用探析

刘江　崔晶洋

摘 要：主要研究机械制造中机械自动化技术的应用，探讨了机械自动化技术的发展概况和发展机械自动化技术的基本原则，并对几种机械自动化技术在机械制造中的应用情况进行了分析。机械自动化技术在机械制造业中的应用，能够明显加快机械制造生产效率，减少人为失误，提高产品质量稳定性，同时节省加工成本。

关键词：机械 机械制造 机械自动化

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（a）-0103-02

机械自动化技术水平直接反映了机械制造业的发展水平。机械制造是国家重要的工业基础，对国民经济发展有着深远的影响，在机械制造业中应用机械自动化技术，能够实现加工对象连续、有序、高质量的自动生产，进一步加快生产资源的流动速度和加工效率。

1 机械自动化技术

1.1 发展概况

我国由于特殊的历史条件，工业发展水平落后于西方发达国家，长期以来机械自动化技术都依赖进口，自主创新能力不强，机械制造行业基础技术实力薄弱。随着改革开放和市场化改革的不断深化，我国迎来了新的发展机遇，经济实力和综合国力不断增强，技术水平也不断发展，有效缩短了和西方国家之间的差距，机械自动化技术水平也显著提升，各种新型科学技术应用到机械自动化生产中，机械设备生产效率、质量、性能都不断提高，促进了国家工业发展。

1.2 机械自动化技术发展的基本原则

1.2.1 结合国情

我国属于发展中国家，将处于长期的稳定发展状态中，在机械自动化技术水平方面和西方国家之间仍然存在着一定的差距，缺乏技术积累，发展不全面，因此我国机械自动化技术的发展和在机械制造中的应用要找寻一条适于中国国情的特殊道路。

1.2.2 善于学习

西方发达国家长期以来掌握技术优势，有着深厚的经济与科技积累，因此我国要积极引入和学习西方先进的自动化控制技术，不断探索努力，将自主研发与学习引进相结合，开发适应中国机械制造企业实际情况的机械自动化技术设备，提高机械制造效率，减少资源投入，提高机械制造技术水平。

1.2.3 打好基础

机械制造是一切工业设备的来源，是国家工业的基础，涉及到工艺设计、机械加工、装配、检验等多个工业基础环节，在发展机械自动化技术时，不应该只过分关注高新技术给机械制造行业带来的改变，还要打好基础，从焊接、热处理、材料、装配、加工、质检等基础环节的技术提升入手，配合自动化技术，加快技术融合，实现全面发展。

2 机械自动化技术在机械制造中的应用

着重介绍了智能机械制造技术、柔性生产线制造技术、数控技术等机械自动化技术在机械制造中的应用。

2.1 智能制造技术

自动化、智能化是机械制造长期以来的发展目标，传统的依赖工艺方法进行产品设计与生产的机械制造方式已经难以满足市场需求。机械制造要以最终消费品和生产过程为机械制造生产的核心，建立功能信息综合处理系统，借助计算机与智能化传感器设备形成贯穿机械制造整个流程的智能化控制系统，将不同的机械制造工序尽量集成在同一个生产工序和生产设备上，实现不同工序之间更加自然准确地衔接。智能化制造技术是多种机械自动化技术的综合，包括模拟仿真技术、机器人、计算机智能控制系统、物联网等技术，自动化和先进的加工技术设备之间相互交叉，将以往只能在不同生产线上分为不同工序按照次序处理的不同加工步骤有效整合在一起，将人工智能技术和机械制造技术之间充分结合，从而形成了全新的智能化机械制造系统。

智能化制造技术能够通过人工智能将不同制造过程步骤充分结合起来，通过对专家库行为的智能模仿，代替专家延伸到制作环境中，完成相应的生产活动。智能机械制造系统通过建立专家智能数据库，应用智能化传感器监控生产行为，并通过数据库准确预测并发现可能存在的错误，从而保证了机械制造产品的质量。与此同时，智能制造系统还具有一定的外界突发事件应对能力，能够根据生产线上的实际情况及时调整自身工作状态和运行参数，通过外部环境自适应来最快速度地恢复到正常生产状态。智能制造体系的有序性依赖于对外部环境的感知，同时体系内部要具有明显的目标，包括机械制造产品质量、性能、效率等要求，体系在工作过程中通过智能化传感器设备获得外部环境信息并依据专家数据库进行自身动作调整，进行信息和能量的交换，所以智能化机械制造体系是一个不平衡、消耗大的开放自组织体系。现阶段，全世界都开始关注智能化机械制造技术，开展了大量的相关研究，投入的资金与相关资源也越来越多，将研究方向集中在人工智能技术和机械制造传统设备技术之间的整合和CAD、CAPP以及机器人等新技术在机械制造中的应用。

2.2 基于机械自动化的柔性生产线

机械制造市场环境发生了深刻的变化，企业需要及时了解掌握客户的需求变化，同时快速做出反应，并且要具有对新技术新设备引入和快速应用的能力，通过快速反应来适应市场变化与机械制造技术的更新发展，因此，机械制造企业需要提高自身生产线的柔性。机械制造中的柔性，是指生产线和生产设备对变化的适应与调整能力，传统的机械制造流程过于僵化，难以实现柔性生产来满足客户不断变化的需求。

市场需求是瞬息万变的，机械制造生产线需要具有一定的柔性来面对外界变化，发挥自身的灵活性优势调整自身，满足客户需求。机械制造企业需要及时掌握市场情况，认真组织开展市场调查工作，在大量市场调研的基础上，了解客户需求的变化趋势，并通过对生产线的调整来适应这种变化，企业需要使用柔性的生产体系来代替传统的生产线，将设计与制造工作相结合，应用智能化控制系统进行模拟仿真和统一管理，通过和市场的直接接触，实现不同规模、不同种类、不同规格机械设备的同时生产，进一步提高生产线的灵活性。

2.3 数控技术

数控技术是使用计算机程序通过设置来实现生产过程各种参数数据控制的机械生产技术。数控技术包括计算机技术、光电技术和感应技术等多个学科，在机械制造中应用数控技术能够显著提高加工精度，减少人为失误，而且数控操作有着更高的灵活性。现阶段，已经得到广泛应用的数控技术以数控加工中心为主，数控加工中心能够在计算机编写程序的控制下，一次性完成钻孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣、车等多个工序，大大减少了人为失误，同时也节省了工件装夹、测量、调整、搬运、更换道具的时间，大幅度提高了加工效率，改善了加工精度。

数控加工技术使用计算机软件代替传统硬件控制设备，能够节省设备投入，是机电一体化中比较成功的一项技术，在机械制造中有着十分广泛的应用，通过自动检测、自动控制、机械、电子、计算机等多种技术的结合，打破了不同技术之间的边界，实现了多种技术的高度融合，是一种比较成熟的自动化机械制造技术。

3 结语

机械自动化技术在机械制造中的应用能够有效提高机械制造工艺水平，加快生产效率，保证施工质量，同时有效节约资源，是国家装备制造业进一步发展的重要技术推动力。

参考文献

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