对自动化技术在机械设备制造中的应用研究

徐潇雨 符海盈 黄彬杰 张伟 任佩华

摘 要：随着我国社会经济水平的不断提升，工业得到良好发展空间，机械设备能够辅助工业加快生产效率，确保机械制造质量。本文将结合自动化技术优势，讨论其机械设备制造中模糊自动化控制、CAD辅助建模设计、柔性自动生产、自动信息监测、仿生神经网络等应用要点，为推进工业现代化发展提供参考意见。

关键词：自动化；机械设备；生产线

引言：机械制造就是通过技术手段来生产设备，这些设备可以应用在工业生产当中，为保证生产线的平稳运作，就需要增强设备参数精准度，提高制造效率。传统人工制造过程中，很容易受到外界影响而出现错误，为弥补人工操作的漏洞，自动化技术应运而出，依托计算机控制生产流程，减少人工压力，推进行业发展。

一、机械设备制造中自动化技术发展概况

新时期背景下，工业市场需求开始向着多元化方向转变，机械制造融合自动化控制技术已经是未来行业运作的必然趋势。以往自动化技术与制造行业是两个独立门类，但是在技术不断交互后，两者已经能够实现协同发展，相互促进。在稳定制造质量的基础上，提高机械制造与设计的效率。自动化技术为工业机械设备制造的精准度、安全性都提供了强而有力的帮助，有效增加机械制造企业在市场中的核心竞争力，为我国国民经济发展提供了一定帮助。自动化技术的应用还能够有效减少员工日常工作的强度，减轻工作压力，降低企业在机械设备生产方面中投入的人力资源成本，促进其他部门的工作效率。自动化技术有着良好的发展前景，从工业革命历史进程上来看，生产工具的外观会随着技艺成熟而由大变小，外形上的变化能够满足人们对占地面积的要求，因此未来自动化技术应该提高对微型设备的制造水准，优化大型机械设备的内部元件，提高构建的精密性，进一步缩小设备仪器的体积，强化灵敏度与便捷度，降低工业生产对外界环境的影响。另外网络化也是机械生产的未来发展趋势，人们利用计算机解决了机械设备生产的一体化控制，但是对网络化的关注仍比较匮乏，很多自动化技术的应用还需要依靠人力操作、监督，对此就需要发挥网络化的优势，利用计算机科学技术、RS传感技术、远程监控技术来调节生产系统。

二、机械设备制造中自动化技术实际应用

（一）模糊自动化控制

模糊自动化控制技术的发展依赖于模糊数学理论，模糊控制在自动化领域应用时间较长，具有良好的权威性，不仅仅创新能力强，而且技术操作也比较先进可靠。执行模糊控制时，计算机会依靠模糊数学理论，以此为指导，对人工操作决策进行模拟判断，然后用算法控制机械制造操作，制定操作系统中的自动化技术。随着模糊控制技术的优势不断凸显，相关人员开始尝试将其与其他制造技术相结合，推进模糊自动化控制向着综合性、多元化方向发展。目前在专家学者的努力下，模糊自动化控制已经基本能够实现与遗传算法、专家计算、系统建模、神经网络的结合应用，整体上提高机械设备制造的工作效率。除此之外，还有一部分的模糊自动化控制技术能够实现自学操作，通过机械设备反馈的数据指标，分析出合理的参数，按照实际制造情况对系统功能进行调整，整合内部结构，确保技术与系统之间适应良好，提高制造环境的安全性、可靠性[1]。

（二）CAD辅助建模设计

CAD辅助建模设计的应用依赖于计算机载体，其是一种现代化建模设计手段，目前在工业机械设备制造领域中较为常见。使用CAD技术，工作人员能够对生产目标进行建模、提高图纸设计效率，弥补以往人力绘图的漏洞，为后续生产作业输出可靠参考数据。CAD技术应用起来更加直观，例如：作业人员可以直接在平台上对产品各项数据进行分析，保证生产数量、加工数量的合理性。将CAD技术与3D打印技术结合起来，能够加快制造效率，减少机械作业的前期成本投入，具体操作如下：首先用计算机对产品数据进行录入，然后分层用特殊材料固化粘合，最终完成产品建模[2]。

（三）柔性自动生产技术

柔性自动生产技术是指在机械设备制作过程中，根据现有物料储备情况进行合理调度协调，使其能够达到预期生产目标，从而不断扩大生产范围，增加系统制作对象的数量。目前柔性自动生产技术很大程度上依赖于成组技术，这也是柔性自动化发展的重要契机。成组技术能够根据现有的机械制造要求对加工对象进行统一的排列组合，提高自动化生产的速度与效率，保证储存系统应用准确。一般来说，机械设备制作过程中应用的柔性自动化技术的信息控制方式都是呈现出金字塔结构，所有信息操作都是围绕计算机控制中心进行，对机械设计制造整个流程中产生的数据信息进行统一监督整合。成组生产的计算机会自动将底层收集数据信息传达给上一层计算机内部，例如：底层收集信息主要对工艺设备与生产线的接口进行监督管理，上层计算机可以直接对底层生产过程进行统一调节。

（四）自動信息监测

从实际操作案例中可知，机械设备制造过程中，很容易受到外界影响而导致产品生产误差，最终产品因此无法应用，浪费前期投入成本。为改善这一问题，就需要提高自我检测自动化效率，将其应用在产品质量检测过程当中。自检技术是生产线自动化系统的重要组成部分，常见自检系统是由传感器、信号处理单位、数据处理单位、结果整合四部分组成，自动检测技术能够做到对信息的统一处理，降低产品不合格率，提高成本投入的经济效益。

（五）仿生神经网络技术

仿生神经网络技术也被称为ANNS，指代对自然界中的生物进行神经网络模仿，并以此为规律制作数字模型。ANNS中包含的信息量十分多样，具备良好的信息处理与分析能力。将ANNS与自动化技术有效融合起来，能够为机械制造提供更多帮助作用，目前仿生神经网络技术已经在机械制作领域得到良好应用，操作优势也比较明显。ANNS从执行流程来看，能够对制作过程中各个运算节点进行建模处理，将多个节点进行连接，呈现出精确的非线性特点，提高制作工作效率。另外，该技术对于信息处理有着很强的适应性，这一点与上文中提到的模糊自动化控制、AEI系统十分相似。需要注意的是仿生神经网络技术对于自动化系统中板块配置要求较为严格，为保证生产过程中的安全性、稳定性，就需要相关工作人员提高对基础设备配套的关注，例如：微电子、自动化控制、计算机互联网等等，运行之前要保证系统内部组成稳定健全，功能完好。另外，还需要相关工作人员关注仿生神经网络技术应用时需要的自动系统材料、原件、零配件的集成化建设，确保系统功能良好，从而提高生产效率，考虑到自动化系统的运行能力，合理的针对风险控制、使用年限、体积参数进行计算。

结论：综上所述，以往机械机制均是由人工完成，而随着时代的发展，人工存在的效率低、出错高等问题也开始暴露出来。为改善此类问题，加快机械制造效率与质量，就需要积极引用自动化技术，工作人员只需要在前期下达指令，计算机就能够自行完成操作，未来自动化技术还会向着更加精密、全面的方向发展。

参考文献：

[1]吴长庚.机械设备制造中自动化技术及工业机器人的应用研究[J].山东工业技术，2019（06）：14+31.

[2]蒋政委，李孝芳.智能自动技术在机械制造领域的应用发展研究[J].决策探索（中），2018（10）：59-60.

作者简介：

徐潇雨，（1997）男，（福建省福州市），民族（汉族），学历（本科在读），研究方向（机械设计制造及其自动化），单位名称（泉州信息工程学院），单位所在省市（泉州市），单位邮编（362000）

第二作者姓名：（符海盈 黄彬杰 张伟 任佩华）单位（泉州信息工程学院）