机电自动化技术在工程机械制造中的应用

魏 玲

（辽宁工业大学电气工程学院，辽宁锦州 121001）

0 引言

工程机械制造指的是对工程建筑领域中应用的所有机械装置进行生产制造。广义上的工程机械制造范围很广，既包括建筑中的设备制造，也包括纺织机械等其他工程领域的设备制造。工程机械制造为国家经济的发展提供技术和设备支持，是国家经济发展中的支柱型产业，其技术水平直接关系到工程行业的发展以及国家的工业水平。与其他发达国家相比，我国的工程机械制造水平未来发展空间还较大。为有效提升工程机械制造的水平，应采用先进的技术设备不断挖掘工程机械制造的潜力，促进机械制造行业的可持续发展。

1 机电自动化的内涵和作用

机电自动化是自动化和智能化发展的代表性产物，是以计算机为基础，使机械设备在无人为操作的情况下根据已设置好的程序或指令来完成运作和控制操作。它是一种综合性很强的机电技术类型，也是机电技术的重要组成部分。工程机械制造中，机电自动化技术主要起到解放劳动力、降低劳动强度的作用，使工作人员有将更多的精力用于精细化管理方面，从而提高生产效率和质量、节约生产成本。

计算机网络是机电自动化技术在实际工程机械制造中应用的基础，所以需要人机界面控制生产，既需要计算机网络来感知人，实现对人脑的模拟仿真和建模，又需要进行虚拟交互，提前了解机械制造过程中可能会出现的问题并及时进行设计改正，制定解决方案。这种以计算机网络技术为基础的网络化生产运行控制方式的优势是：实现了对整个机械制造过程的分析预测，实现了全方位、全过程的机械制造监督控制，有利于及时发现生产中的问题并改正。

2 机电自动化技术在工程机械制造中的应用

2.1 应用特点和方向

（1）集成化应用。集成化应用指的是利用机电自动化技术实现对机械制造全过程的优化，简化机械制造的过程，将微电子技术、通信技术等结合起来，实现技术与设备的集成，不但可以高效完成机械制造生产和控制管理的工作，而且将生产管理形成了完整的整体，有利于柔性化生产改革，通过集成化生产管理提高工作效率，利用集成化技术实现产品生产和服务的统一。

（2）虚拟化应用。虚拟化应用指的是将多门学科综合起来，即将人工智能、计算机网络、多媒体、机械制造等结合起来，以模拟仿真和生产建模为基础，实现对整个机械制造过程规定建模与模拟，便于提前了解机械制造生产特点和可能会遇到的难题。与传统生产方式相比，虚拟化生产技术只需依靠计算机技术就能进行产品设计和生产的模拟，无需提前实验，大大减少了机械制造的时间，降低生产成本，为企业带来更多竞争优势。

（3）智能化应用。由于传统的生产理念和生产方式已经无法满足新时代机械制造的要求，所以必须进行改进，加深对生产自动化的理解，使机械制造生产方案更加科学、合理。智能化应用是一种将机械制造、自动化、人工智能、计算机网络等结合起来的综合制造技术，其在机械制造中的应用可有效提高制造的工艺水平以及生产效率、质量。在实际应用时，利用人工智能对专家人脑进行模拟，来完成人工无法完成的工作，促进机械制造自动化的进一步发展。

（4）柔性化应用。为解决传统机械制造流程复杂、劳动重复、生产效率较低的问题，将数控、计算机、信息技术和机械制造等结合起来，通过对机床参数的合理调整，来确定正确的加工路径和选择合适的工具，在调试合格后再进行加工制造。但是这还是比较简单的自动化技术，随着科学的发展，柔性自动化技术出现并被应用到了机械制造领域。柔性化应用指的是通过编写计算机程序，在特殊加工机床中输入设备连接就可以进行机械自动化加工，还能结合实际情况控制加工的速度和步骤。该技术在机械制造中的应用能够提高生产加工的效率和质量，减少生产成本。

2.2 具体应用

（1）信息流自动化。在工程机械制造信息流处理方面，利用计算机信息技术建立自动化信息系统来实现产品设计和生产过程的监督控制。信息自动化检测和监督控制作为机械制造自动化发展的核心，主要由设计系统、生产监督控制系统、自动化信息系统构成，大大提高了产品设计和加工制造的精确度。而且因为在机械制造生产全过程中利用实时动态监控信息系统完成监督控制，可以及时发现生产中存在的问题并改正，从而有效提升生产效率与产品质量。产品数据库系统中还包括大量产品的信息，可以为产品设计生产提供可靠的数据参考。

（2）检测过程的自动化。自动化检测技术水平很高，应用于机械制造生产全过程质量检测中可以及时发现生产过程中存在的问题，尤其在生产后期，可及时发现产品在性能、功能方面是否和实际生产要求相符。目前在机械产品本身因为其结构和性能变得越来越复杂，并且还采用了新的技术工艺和材料，后期如果采用人工检测的方式将会遇到很大的困难，不仅无法准确有效地发现问题而且还会造成重复劳动力使用，降低工作效率。而采用自动化检测技术，不但能提高检测的效率，而且还可以确保检测结果的准确，有利于提升产品的质量。

（3）加工系统自动化。机械制造属于劳动密集型行业，机械制造生产对劳动力的需求量较多，而劳动强度太大、工作量太多会降低工作人员的积极性，也会使员工产生倦怠、疲劳，在实际生产中可能会出现不负责、不认真、注意力无法集中的问题，不但会降低工作效率，而且还可能因为操作不当而导致安全事故。所以，在机械加工中采用机电自动化技术，不仅解放了劳动力，而且也提高了生产效率和产品质量。

（4）物流应用和产品装配过程的自动化。构建机械制造领域的自动化物流系统，只要正确输入指令就能将指定物料送到指定位置，不但能及时将物料送到生产区域满足生产的需要，而且还解放了劳动力，大大提高了运送的效率。在产品装配时利用自动化装配系统，只要正确设定并操作程序就可完成零配件运送、组合和检验，降低工作人员的工作量和难度，同时也提高了机械制造的效率与质量。

（5）控制系统的自动化。随着自动化技术的发展，机电自动化技术在工程机械制造中的应用越来越广泛，在整个机械生产和加工的过程中，可由数字控制系统实现监督控制。将数字总线与设备连接起来，利用计算机实现对各种设备的控制。为避免受到电磁场的影响，自动化控制系统在设置时可适当加大配电系统的功能。

2.3 应用现状及存在的问题

我国在工程机械制造生产的方面已经投入了很多资金和人力物力，而且在财政政策方面也给予了很大的支持，使得我国工程机械制造取得了很大的进步。工程机械制造的发展进步也促进了机电自动化技术的应用发展，利用自动化技术的优势改变传统工程机械制造模式，为机械生产提供动力。在传统工程机械制造生产中，无论是生产流程还是控制流程都比较复杂且效率不高，无法全面保障生产控制的效率与质量。再加上生产控制容易受到外界因素的干扰，无法确保控制的精确度，影响实际生产作业的进程。而采用自动化技术设备以后可以避免模块构建，简化了传统生产中的人工控制，提高了生产作业的效率，也强化了生产控制的精确性，利于工程机械制造行业的又好又快发展。

2.3.1 发展过程中出现的问题

现阶段我国机械制造处在不断发展的阶段，尽管已经采用不少的先进技术工艺，但是柔性化应用还没有普及。需要注意的是，传统技术也有一定的优势，在发展自动化技术的过程中，也要注重对传统技术的改革创新，加大技术资金投入和人才培养的同时也应该挖掘传统技术中的精髓。

2.3.2 技术应用瓶颈

机电自动化已经在我国各个领域取得了一定的发展，但是和国外发达国家相比还是有很大差距，尤其在生产设计上，目前全球机械制造中的自动化是以CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）技术为基础进行生产设计的，该技术的应用可获得准确的机电自动化的相关信息。但是我国在机械制造设计阶段自动化设计水平不高，从而影响机电自动化技术及其在机械制造中的应用发展。

3 优化机电自动化技术与设备的方法

3.1 提高设备的技术含量，充分发挥其作用

为充分发挥机电自动化技术在工程机械制造中的作用，首先必须提高自动化设备本身的技术含量。比如机械制造工业中常用的焊接设备，提高其自动化技术水平，完善和改进其设计与制造功能，并要求技术人员熟练掌握操作该设备的具体流程步骤，提升设备的适用性和灵活性，可以在实际应用中充分发挥其价值，克服原本应用缺陷，切实提升工程机械制造的进度和质量。

3.2 加强设备的维护保养工作

为避免自动化设备在长时间使用之后出现损伤或故障问题，影响工程机械制造生产，有必要提高相关工作人员的自动化设备维护保养意识，让其认识到做好定期检修维护对于提高工作效率、保障安全生产的重要性。在实际操作中，应做好日常的检修工作，及时发现设备运行中存在的缺陷并及时修正，使设备保持良好的运行状态，充分发挥自动化技术在提高工程机械制造效率和质量方面的作用。

4 结束语

利用计算机网络的智能化、自动化特点，将机电自动化的理念和设备应用到工程机械制造，不但能解放劳动生产力、节约劳动成本，还能有效提高生产效率和质量，使工程机械制造管理朝着精细化的方向发展，提高机械制造产品的精确度。机电自动化技术在机械制造行业中的深入应用，对于促进机械制造的现代化发展具有重要作用。需要注意的是，从目前我国机械制造发展现状和机电自动化程度来看，在技术和人才方面还有一定的发展空间，这就要求企业和高校联合起来，从机械制造发展方向着手努力培养更多优秀的复合型机械化自动化人才，为研发核心技术做好人才准备。