略谈自动化控制在机械制造中的应用

徐维彬

青海国鑫铝业股份有限公司，青海西宁 810000

1 机械自动化概述

1.1 自动化定义和应用效果

自动化指的是机械设备在设定的程序或者指令之下进行一系列自动的控制和操作，无需人为干预的技术。在机械制造中应用自动化技术，一方面可以明显节约人力，降低劳动量，使人员可以将精力放在精细化管理上；另一方面可以在一定程度上提高生产效率，降低企业的生产成本。可以说使用自动化控制的方式进行机械制造，能够提高制造的灵活性，而且能代替传统的劳动生产力，既节约了人力资源成本，又能弥补人力生产本身存在的缺陷。比如在人力生产中存在产品误差大、生产时间长等问题。目前，我国在自动化生产方面还存在技术上的问题，为提高自动化生产的应用效果，笔者认为机械制造中的自动化生产技术还需要进一步完善。

1.2 自动化的生产方式

作为一种先进的科学技术，自动化生产在其发展过程中也应该注意和自然保持高度协调，在发展科技的同时不能破坏自然环境。所以在机械制造的自动化控制中，首先要考虑的问题是如何节能减排，对生产所产生的CO2如何处理，怎样才能达到国家和行业的标准。鉴于此，自动化生产方式也叫做绿色化的生产方式。此外，自动化控制技术在机械制造中的实现需要利用到计算机网络，所以也是一种网络化的生产方式，也就是要利用网络人机界面技术进行生产。该技术的要点包括：首先通过计算机平台感知人的能力，了解机械制造相关知识和技术，然后对所需要进行设计生产的产品进行全面的仿真，对整个机械制造过程进行建模。只要产品还未进入生产，都可利用计算机网络开展虚拟交互试验，对相关产品的设计进行研究。此外，网络化的生产方式也可以对整个机械产品的设计和生产周期、以及综合性能等进行准确的预估预算，全方位模拟生产的全过程，预测的准确性较高。这样可以保证生产过程是高质量，高效率的，同时可以在很大程度上降低设计和生产成本。

2 自动化控制技术在机械制造中的发展现状

2.1 自动化技术在机械制造中的应用

自动化控制技术是机械制造中最常使用到的一种技术，该技术目前也已经深入到社会生活的各个领域。在机械制造工艺中，自动化控制技术主要通过自动化控制系统来实现对机械制造的实时监督控制。其中自动化控制系统由多台自动化数控机床构成，然后由一台计算机对这些数控机床和系统进行统一的监督管理。在该系统模式下，运输物料的装置通过计算机连接在一起，然后形成简单方便的加工模式，实现多品种小批量且多元化的生产。利用自动化控制技术进行机械化制造，最大的优势是其不仅可以提高生产效率，而且也可以为生产企业节约成本，所以得到了广泛的应用和推广。在现阶段整个机械制造过程中，自动化设计应该更加偏向于现实化的生产设计，所以要充分结合企业生产实际和相关发展要求，使得自动化技术能最大程度地应用于生产环节中而不是停留在虚拟设计研究中，这样可以充分发挥自动化技术的作用，使企业在发展中因利用自动化技术而实现利益的最大化。

2.2 自动化技术发展现状

机械自动化技术虽然在我国已经取得了较好的成绩，但就其整体应用水平而言，与国外先进国家之间还存在很大差距，主要是在设计方面有一定的局限性。现阶段，在全球机械制造行业中的自动化主要是依靠CAD技术来降低技术开发的压力，在设计上投入更多精力，以获得准确的机械自动化设计的相关信息和规范。然而目前国内应用CAD技术的较少，机械自动化技术的层次和企业的制造效率不高，影响企业的设计水平，从而影响我国机械自动化技术的发展。

3 机械制造发展中出现的问题

机械制造工艺是机械制造的核心技术，也是核心动力。不过目前我国机械制造业还处在不断发展探索阶段，虽然一些先进的工艺技术已经在机械制造中得到了应用，比如自动化控制技术、计算机集中控制的应用等，但是柔性控制技术在我国还没有得到有效的普及。其次，我国在全面发展高新技术的同时，也应该注重对传统技术的创新发展，但是现阶段并不十分重视传统技术的改革，不管是在资金投入上还是专业人才的培养上更倾向于全力引进和发展新技术，对于传统技术中的精华内容关注不够。再次，自动化制造工厂在我国比较少见，也就是使整个制造过程同多个自动化制造系统全部连接起来，然后通过所设置的储运系统和计算机系统进行统一调配和指挥，实现原材料、生产、加工装配和成品整个生产过程的自动化运转的自动化工厂很少。另外，关于精细加工、微型机械、微米纳米技术、高精密加工技术、电磁加工技术和复合加工技术等新型的加工方法在我国的普及率较低，在计算机辅助设计技术方面我国人才比较紧缺。

4 机械制造和自动化技术在机械制造中的发展趋势

4.1 机械制造工艺自动化发展

随着自动化技术的不断发展，自动化控制已经广泛应用在多个领域，在机械制造业中，实现机械制造技术全自动化，自动化信息管理是未来机械制造工艺的主要发展方向。现阶段自动化控制技术在机械制造业中已经得到了很好的运用，就运用效果来看，切实改善了机械制造工艺，提高了加工质量和加工效率。在全球化程度提高的背景下，实现机械制造生产全线的自动化就变得更加重要，可以为企业节约大量成本，提高产品的生产效率和质量，从而在市场上获得更多竞争优势。

4.2 机械制造全球化发展

随着经济全球化脚步的加快，机械制造行业中，不管是国内市场还是国际市场竞争都十分激烈，很多企业在竞争中逐渐失去优势。很多企业为了可持续发展，开始不断拓宽业务，发展新的市场。比如一些制造企业开始和网络通讯结合起来，但是在业务拓宽以后使得原本就激烈的市场变得更加复杂，企业之间的竞争更为激烈，从而进一步推动机械制造的全球化。机械制造的全球化发展所依托的是技术的网络化，正是因为很多企业开始发展网络通讯技术，才使得制造全球化得到了较快发展。

4.3 机械制造高度集成化发展

随着自动化技术的发展，在机械制造工艺中自动化程度也越来越高。由于自动化技术的推广应用，所以在制造生产上形成了简单方便的加工模式，可利用自动化控制系统对整个生产加工进行实时监督控制。正是因为加工模式由原来的分散化越来越向集成化发展，所以机械制造工艺也不断趋于集成化，使得机械制造在生产加工上逐渐变得连续且向规模化发展，而目前集成化发展技术也是机械制造企业的重要生产模式之一。在信息集成程度较高的机械制造系统中具体可包括自动化信息系统部分、自动化制造系统部分和自动化管理系统部分。其应用原理是利用计算机进行一系列整合，将生产制造的系统化零为整，使其形成相互之间存在关联的小模块系统。

4.4 机械制造数字化发展

在机械制造工艺的发展中，数字化制造是一种将制造技术、计算机技术以及管理科学等相互联合起来发展与应用的结果，包括数字化设计、数字化制造和数字化控制等。对于自动化机械制造公司而言，各类图形、数据等信息都可以通过数字化的形式表达出来，而且可以在各个领域中形成数字信息网络。由于数字技术的快速发展和在多个领域的广泛应用，在未来机械制造的设计和生产加工上也将逐渐实现数字化。比如在设计环节实现数字化设计不但可以提高设计的精确性，而且也有利于为接下来的制造生产提供基础，形成一个完整高效的机械制造工艺过程。

4.5 自动化技术虚拟化和智能化发展

自动化技术朝着虚拟化的方向发展，使得整个生产模式，包括设计和整个生产过程都可以实现完全的模拟实验。虚拟化的生产模式将现代多种科学技术，比如计算机技术、高端技术生产等结合在一起，这样可以使得整个机械制造过程中的设计和生产都能先通过模拟、建模的形式来进行精确预测，从而提高生产效率和生产质量。智能化的发展指的是在整个机械制造中，将多种技术手段，比如计算机技术、制造技术手段、自动化生产方式、人工智能技术等结合起来，然后使这些技术相互融合和渗透，实现人机双向互动，使机械制造系统具有更高的适应能力。该发展方向的优点在于可以通过人工智能机械技术将人和机器有效结合起来，然后将人工智能模式放到整个机械制造生产的各个环节中去，使得各个生产环节可以模拟专业人士的思维，这样比传统生产模式中人为制造操作要更加便捷高效，而且自动化的调整具有灵活性，可以保证机器本身处于良好的生产状态中，精确程度较高。总之，智能化制造是一种将集成化、自动化和智能化相结合的模式。是一种深入发展的具备高技术水平的制造系统，可以进行模拟性的智能活动，像人类一样进行判断和分析，甚至在未来可以部分取代人类的脑力活动。

5 结语

综上所述，各种现代化技术的涌现，以及在工业制造上的技术、工艺创新，使得现代机械制造也得到了快速发展。由于机械制造在现代工业发展中具有不可代替的作用，工业又是我国社会经济发展的主要动力之一，所以必须要研究和掌握现代机械制造技术的发展趋势和方向，使得我国的机械制造技术一直保持在世界潮流发展中。总之，突出现代机械制造的重要性，不断优化机械制造工艺中的自动化控制技术，可保证机械制造企业在国际竞争中获得一定的优势。